Автоматика своими руками для котла: Автоматика для твердотопливных котлов: работа и изготовление

Автоматика для твердотопливных котлов: работа и изготовление

Читайте в этой публикации:
Автоматика для твердотопливных котлов: принцип управления горением
Преимущества, которые предоставляет комплект автоматики для твердотопливного котла
Схема автоматики для твердотопливных котлов: расширяем возможности
Как сделать своими руками простейшую автоматику: советы и рекомендации

Как ни странно это звучит, но в наш век научно-технического прогресса твердотопливные котлы по-прежнему остаются востребованными и даже считаются практически самыми распространенными отопительными приборами. А раз есть спрос, значит будут и предложения – не только на сами котлы, но и на различные приспособления, призванные оптимизировать их работу. Одним из таких приспособлений является автоматика для твердотопливных котлов, которая позволяет весьма эффективно контролировать работу котла, упростить его обслуживание и эксплуатацию. О том, как она устроена и по какому принципу работает, мы поговорим в данной статье – кроме того, вместе с сайтом stroisovety. org мы расскажем о том, как самостоятельно автоматизировать работу котла, сжигающего твердое топливо.

Комплект автоматики для твердотопливных котлов фото

Автоматика для твердотопливных котлов: принцип управления горением

С первого взгляда может показаться, что управлять стихией огня (даже помещенного в замкнутое пространство) весьма сложно, но на самом деле это не так. Вспомните про то, что влияет на интенсивность горения твердого топлива – вот именно, кислород, который подается в котел через поддувало. Следовательно, и управлять процессом работы котла можно, открывая и закрывая поддувало – да, это не совсем удобно и не очень практично, но кто говорит о том, что нельзя придумать альтернативу? Очень даже можно – все, что для этого нужно, это вмонтировать в дверку поддувала электрический вентилятор. А управлять его скоростью вращения человек умеет весьма эффективно.

Таким образом современная автоматика для вентилятора твердотопливного котла имеет следующий вид.

1. Нагнетающий вентилятор. Как правило, его устанавливают либо в дверку поддувала, либо продумывают для него отдельное отверстие.
2. Для управления оборотами вращения вентилятора применяется специальный контроллер.
3. Адекватную работу этого контроллера гарантирует термостат, датчик которого монтируется в подающий трубопровод отопления.

   Автоматика для вентилятора твердотопливного котла фото

На контроллере задается необходимая температура теплоносителя – когда вода в системе нагревается до заданной отметки, срабатывает датчик, и автоматика отключает вентилятор. Кислород перестает поступать в топку котла, в результате чего огонь затухает. И, наоборот, как только температура теплоносителя падает ниже определенного значения, все тот же датчик подает сигнал контроллеру, который запускает вентилятор – обильное количество воздуха в топке разжигает пламя с новой силой. Все просто, и самое главное – человек не забудет прикрыть поддувало, тем самым доведя котел до кипения.

Преимущества, которые предоставляет комплект автоматики для твердотопливного котла

Случайностей или совпадений в нашем мире не бывает, и автоматизировать процесс горения твердого топлива в котле отопления человеку пришлось не просто так – на то есть ряд веских причин. Самая важная из них – это безопасность. Тот, кто использует твердое топливо для обогрева дома, наверняка знает, чем чреват перегрев теплоносителя – закипание воды в котле может даже привести к взрыву с серьезными последствиями. В первую очередь, автоматическое управление позволяет контролировать именно этот момент – человек по натуре существо забывчивое, а автоматика работает по программе, и такого понятия, как «забыть», для нее не существует.

Кроме того, автоматизация твердотопливного котла предоставляет человеку ряд других преимуществ.

1. Оптимизация климата внутри дома. Она убирает резкие перепады температуры – когда котел только загружен, и горение достигает своего пика, в доме жарко, а когда топка опустошается, в доме становится холодно. Автоматика убирает первый скачок температуры в сторону повышения.
2. Экономия топлива. Она происходит благодаря работе термостата. Доведя температуру теплоносителя до заданного значения, автоматика прекращает горение, переводя работу котла в режим тления – происходит медленный подогрев, на что тратится намного меньше топлива.
3. С человека снимается задача контроля процесса горения. То есть вы загрузили полную топку и пошли заниматься своими делами – остается только не прозевать следующую загрузку котла.

   Автоматика для твердотопливных котлов фото

Это что касается первостепенных задач, которые призвана решать автоматика для твердотопливного котла. Кроме них, в зависимости от ее сложности, автоматическое управление сгоранием топлива может иметь и дополнительные опции, расширяющие возможности.

Схема автоматики для твердотопливных котлов: расширяем возможности

Лучше всего человек научился управлять электричеством – именно электрические сигналы и импульсы используются для контроля всего чего нужно, в том числе и другого оборудования, задействованного в работе системы отопления.

1. Циркуляционный насос отопления. Автоматическое управление позволяет обеспечить постоянное и, главное, равномерное распределение тепла по всем помещениям дома.
2. Циркуляционный насос для ГВС. Как минимум это контроль температуры воды, а как максимум это ее подача по расписанию, что, опять-таки, позволяет эффективно распоряжаться полученным теплом.
3. Температура воды в бойлере. Самое главное здесь – это недопущение перегрева и предотвращение последствий этого.

   Автоматика для твердотопливных котлов: схема

И это еще не все – современная автоматика для твердотопливного котла может много разных других вещей. Например, она позволяет выполнять ее программирование, так сказать, дистанционно, посредством GSM модуля. Также имеется возможность программировать работу отопления посуточно, поденно и даже почасово. По большому счету, правильно выбранная автоматика для твердотопливного котла дает даже возможность интегрировать ее в глобальную систему умного дома.

Как сделать своими руками простейшую автоматику: советы и рекомендации

Простейшее автоматическое управление твердотопливным котлом наладить своими руками не сложно. Самое главное здесь – купить правильное оборудование. Сами понимаете, что сделать все нужные приборы у вас не получится, да и само оборудование, по большому счету, стоит не так уж и много. Именно поэтому, говоря о самодельной автоматике для твердотопливного котла, в большинстве случаев имеется в виду покупка готового оборудования и его установка своими руками. Производится монтаж своими руками довольно просто, и представить весь этот процесс можно в виде следующей последовательности работ.

1. Установка вентилятора. Это самая сложная часть работы, особенно если конструкцией котла не предусмотрено автоматическое управление. В такой ситуации самостоятельно придется сделать отверстие для нагнетания воздуха и установить на него турбину. В принципе, для технически грамотного человека это несложно – главное здесь не забыть про термостойкий уплотнитель между вентилятором и дверкой, а все остальное мелочи. Прикручивается вентилятор винтами через заранее просверленные в дверке поддувала отверстия.
2. Подключение контроллера. Здесь также нет ничего сложного – приобретая комплект автоматики, вы покупаете некоторое подобие конструктора, который собирается по схеме. Не исключением является и коммутация проводов, которые ко всему прочему оборудованы разъемами, перепутать которые невозможно.

Когда автоматика будет собрана, остается только одно – установить температурный датчик. Как правило, практически во всех моделях современных твердотопливных котлов для него предусматривается специальное место. Если таковое отсутствует, то закрепить датчик можно непосредственно на подающем трубопроводе – в простейшем варианте это делается с помощью металлизированного термостойкого скотча. Датчик просто приматывается к трубе.

Самодельная автоматика для твердотопливного котла фото

Это что касается электронного управления твердотопливным котлом. Но кроме него, существуют и механические системы, которые регулируют интенсивность горения топлива банальным открыванием и закрыванием дверки поддувала котла. Работает такое автоматическое управление, можно сказать, элементарно просто. В котел (в специально предусмотренное место) устанавливается механический термоэлемент – при нагревании встроенная в него пластина изменяет свою форму и конфигурацию, что приводит в движение специальный рычаг. В свою очередь, этот рычаг связан с дверкой поддувала тросиком или цепочкой, которая и передает движение рычага непосредственно дверке, в результате чего она открывается и закрывается, в зависимости от температуры теплоносителя в котле.

Какая автоматика для твердотопливных котлов лучше? Механическая или электронная? И того и у другого принципа управления горением топлива в котле имеются свои недостатки. Электронные системы не работают без электричества – чтобы обезопасить работу котла в моменты, когда пропадает электроэнергия, дополнительно придется приобрести блок бесперебойного питания. Механику часто заклинивает. Кроме того, на выбор той или иной системы автоматизации твердотопливного котла также может повлиять и ее стоимость – механика обойдется дешевле.

Автор статьи Александр Куликов

Автоматика электрокотла — 3 схемы для «чайников». Как собрать и подключить.

Практически любой электрический котел требует обязательного наличия автоматики управления.

Вы не можете установить один единственный выключатель на вводе, которым будете запускать и отключать обогрев.

Должна быть определенная система безопасности и приборы отслеживания температуры теплоносителя. Давайте же рассмотрим, как собрать такую систему, разберем ее схему и функциональность отдельных элементов.

При этом остановимся на самых минималистичных и простейших вариантах, которые вы сможете собрать самостоятельно своими руками.Ведь как известно, чем меньше элементов, тем больше надежность всей системы. Поэтому самые простые варианты и работают дольше и надежнее остальных.

Выбор вводного автомата и пускателей

Принципиальная схема автоматики электрокотла всегда начинается с подачи напряжения через вводной автомат.

Электрическое отопление подразумевает, как правило, наличие трехфазного ввода 380В. Значит и автомат должен быть трехполюсным.

Обратите особое внимание, это должен быть именно один трехполюсный выключатель, а не три отдельных однополюсных.

При КЗ и повреждении греющего элемента любой фазы, защита должна прекращать подачу напряжения по всем фазам.

После вводного автомата фазные проводники нужно разделить.

Делается это на электромагнитных пускателях.

Именно на них и ложится основная работа по автоматической коммутации эл.сети. Автомат то вы включаете и выключаете ручками, а пускатель будет это делать без вашего участия, на основе подачи управляющего напряжения от соответствующих датчиков.

При этом в отличие от автомата, покупайте три отдельных однофазных модульных пускателя. Старые модели типа ПМЛ, ПМА, КМИ здесь не подойдут. И дело вовсе не в их шумной работе и громких щелчках.

Модульный трехфазный экземпляр в едином корпусе, тоже будет не пригоден для нашей схемы.

Самое главное преимущество однофазных – возможность ручной и очень простой регулировки мощности электрокотла. Подробнее об этом будет сказано ниже.

К силовым клеммам каждого контактора, как раз-таки и подключаются нагревательные элементы (ТЭН, электроды) котла отопления.

Простая регулировка мощности электрического отопления

Замкнутое или разомкнутое положение контактов зависит от того, подано или снято напряжение с его катушки управления. Получается, чтобы собрать автоматику, на клеммы этих самых катушек мы должны через какие-то другие элементы подавать управляющие сигналы (напряжение).

Катушка имеет два контакта А1, А2.

При покупке обращайте внимание, пускатели могут идти с катушками на 380В и 220В. Лучше брать последний вариант.

В этом случае на один из контактов вы напрямую подключаете нулевой проводник, а в разрыв второго устанавливаете кнопки-микровыключатели.

Для чего они нужны? Благодаря им, у вас появляется возможность включать поочередно 1,2 или 3 тэна, тем самым увеличивая или уменьшая мощность отопления.

К примеру, на улице за окном температура -5С. Нажимаете одну кнопку и запускаете в работу всего один ТЭН мощностью 2квт. Ударили морозы -25С, нажимаете все три кнопки и повышаете мощность в три раза.

При этом количество ступеней обогрева будет зависеть от номинальной мощности каждого нагревательного элемента. Если они все будут по 2квт – это всего три ступени.

А вот если один будет 2квт, второй 3квт, а третий 4квт, то количество ступеней автоматически возрастает до семи!

Все будет зависеть от того, какие фазы (тэны) и в какой последовательности подключать.

• по отдельности 2квт – 3квт – 4квт

• вместе 2квт+3квт+4квт

• раздельно 2квт+3квт

• раздельно 2квт+4квт

• раздельно 3квт+4квт

То есть, благодаря этим маленьким кнопочкам и раздельным модульным пускателям вы получаете простейшую схему для регулировки мощности электрического отопления.

Ток в цепях управления катушек очень небольшой (несколько миллиампер). Соответственно ставить сюда полноценные выключатели не нужно.

На все эти три микровыключателя должна быть подана одна фаза. Допустим фаза С. Берете ее с нижних контактов вводного автомата.

Вот именно из этой точки и начинается вся дальнейшая схема автоматики.

Зачем нужен предельный термостат

Обязательный элемент такой схемы – предельный термостат.

Это защитное устройство, которое отключит ваш электрокотел, если он пошел, что называется в разнос.

Например, перестал работать циркуляционный насос или где-то образовался засор. В результате этого температура начала резко возрастать и превысила допустимые значения.

Данную температуру вы устанавливаете самостоятельно при помощи ручного регулятора.

Так как это защитный элемент, который должен полностью “гасить” котел, подключать его нужно последовательно в разрыв управляющей фазы, как на рисунке внизу.

Регулировка температуры воды

Помимо безопасности, нам потребуется еще один элемент. Элемент управления, который будет его периодически включать и выключать для поддержания заданной температуры воды.

Этим устройством является рабочий термостат.

Не путайте его с предельным. В предельном имеется взводимая вручную кнопка, которая при срабатывании препятствует самостоятельному включению датчика.

То есть, когда он сработал один раз, вам потребуется осмотреть всю систему и схему, дабы разобраться в причине срабатывания. И только после этого, нажав эту кнопочку, отопление можно будет запустить заново.

Рабочий термостат включается-выключается без вашего участия, в зависимости от выставленной на нем температуры.

Данный термостат монтируется после предельного, опять же в разрыв цепи.

Таким образом мы получили элемент защиты и элемент управления. В принципе, это и есть самая примитивная схема №1 для автоматики электрического отопления.

Комнатный термостат и экономия электроэнергии

Чтобы получить более функциональный вариант, добавим сюда прибор для отслеживания температуры воздуха в помещении – комнатный термостат.

Ему не важно какая будет температура котловой воды, он реагирует именно на комфортную температуру воздуха в вашем доме.

По аналогии с предыдущими элементами монтируете его в разрыв, перед рабочим термостатом. Вторая простейшая схема готова.

Но человек всегда стремится к большему и помимо комфорта при электрическом отоплении, всегда хочется еще и сэкономить. Все таки электроотопление за редким исключением, в наших реалиях не совсем дешевая штука.

Как это сделать, усовершенствовав вышеприведённую схему подключения? Для этого дела существует ночной тариф.

Чтобы им воспользоваться в полной мере, нам потребуется реле времени.

Оно будет запускать электроотопление только в заданный промежуток суток. Размещайте его в схеме перед комнатным термостатом.

Однако при этом обратите внимание на один нюанс. При наличии в схеме такого устройства, обязательно параллельно ему монтируется термостат минимальной температуры воздуха.

Днем в ваше отсутствие, температура на улице может резко упасть. Уезжали при -5С, приехали вечером — за окном минус 25С. Соответственно и дома существенно похолодает.

Стены начнут выстывать, так как реле времени попросту не даст запуститься отоплению раньше запрограммированного часа. Чтобы этого не случилось вам и потребуется своеобразная “шунтирующая” перемычка.

Она запустит отопление, как только температура в доме упадет ниже минимального порога. В итоге не даст дому остыть, а системе разморозиться.

Чтобы визуально наблюдать включены датчики или выключены в данный момент, можно подключить в общую точку перед микровыключателями сигнальную лампочку и вывести ее на видное место.

Особенно это полезно при нахождении щитка управления и самого котла в подвале дома или в соседней пристройке.

Большинство заводских электрокотлов отопления построено именно на таких принципиальных схемах управления. Есть одна питающая линия (фаза), подающая сигнал на катушку прибора с силовыми элементами, а все дополнительное оборудование, датчики и релюшки, как раз-таки и “навешиваются” на эту самую линию, выполняя защитную и контролирующую функции.

Как видите, ничего сложного и замысловатого здесь нет.

Статьи по теме

Виды и особенности автоматики для твердотопливных котлов

Любую отопительную технику, связанную с обогревом жилых помещений, невозможно представить без автоматики. Оснащенность нагревательных приборов определенных механизмами, устройствами и приспособлениями не только повышают эффективность работа котельного оборудования, но и обеспечивают безопасность эксплуатации котельного оборудования. Отопительный котел на твердом топливе, хотя и представляет собой сегодня высокотехнологичное устройство, так же как и другие виды нагревательных приборов нуждается в оснащении автоматикой.

В сравнении с классическими твердотопливными котлами, выпускаемые сегодня нагревательные агрегаты являются максимально автоматизированными устройствами. Автоматические котлы, работающие на твердом топливе, справляются со своими задачами без участия человека. В периоды между закладками топлива вся система полностью автономна и самостоятельна, давая на выходе оптимальный режим температуры в доме и горячее водоснабжение. Рассмотрим детальнее, что собой представляет автоматика для нагревательных твердотопливных агрегатов.

Основные функции, которые возложены на автоматику

Перед установкой твердотопливного котла следует внимательно изучить принцип его работы и механизмы управления. Изучение процессов рабочего цикла нагревательного прибора позволит понять, как работают приспособления и механизмы, осуществляющие контроль над системой отопления. Что на сегодняшний день представляет собой автоматика для твердотопливных котлов, и каковы ее основные функции.

На автоматику возлагаются следующие функциональные задачи:

• обеспечение оптимального температурного режима в отопительном контуре;
• выполнение контролирующей функции за работой насоса и трехходового клапана в контуре подмеса;
• обеспечение контроля над работой циркуляционного насоса на основном отопительном контуре;
• контроль температуры нагрева воды в системе ГВС;
• обеспечивают включение/выключение трехходового клапана;
• автоматика котельного оборудования представляет собой комплект оборудования вместе с комнатным термостатом.

На схеме показана обычная обвязка автономной системы отопления с установленной автоматикой.

*

Автоматизация многих процессов при работе нагревательных приборов на твердом топливе позволяет добиться существенной экономии топливного ресурса и освободить обитателей дома от функции истопника. Сегодня автоматика представляет собой набор сложных и энергоемких устройств, каждое из которых решает определенный круг задач и вопросов.

Автоматический котел – это такой агрегат, который способен работать целиком и полностью в автономном режиме, начиная с закладки топлива, заканчивая регулировкой температуры нагрева.

Для справки: Все процессы, начиная с закладки топлива, розжигом и контролем над включением и выключением, делаются в автоматическом режиме. Без вашего участия.  Наличие датчиков и контроллеров позволяет системе самой реагировать на меняющуюся ситуацию. На основании заданных вами параметров, котел работает в установленных режимах.

Какие существуют виды автоматики

Возможности современных электронных приборов, входящих в комплект оборудования контроля над работой отопительного прибора достаточно широки, позволяя настроить приборы в соответствии с собственными приоритетами и желаниями. В большинстве случаев в комплект современных сложных нагревательных приборов входят:

• компьютер, обеспечивающий управление отопительным прибором;
• вентилятор или воздушную турбину.

Сегодня можно обычный полуавтоматические твердотопливные агрегаты практически любого вида оснастить автоматическим блоком управления типа Комфорт Эко. Полуавтоматический твердотопливный котел, оборудованный таким комплектом, может уже большую часть процессов выполнять самостоятельно. Датчики, регулируют на температуру нагрева теплоносителя, на состояние тяги. Вся информация поступает на экран. Обычный пиролизный котел или агрегат длительного горения с автоматикой становится на порядок удобнее в эксплуатации и безопаснее.

Если с электроникой все более, менее понятно, то с механической частью следует разобраться детальнее. Существует классификация автоматики в плане автономности. В данном случае принято различать:

• автоматику, энергозависимую – работающую от электроэнергии;
• автоматика, энергонезависимая, которая не требует подключения к электросети.

В первом случае работоспособность основных приборов осуществима только тогда, когда приборы подключены к электропитанию. Для повышения безопасности работы таких устройств, автономная система отопления оборудуется ИБП. Первый вариант выглядит предпочтительней, так как автоматика, работающая от сети, обладает большей функциональностью.

Второй случай ориентирован на большую автономность. Такие варианты очень удобны в тех ситуациях, когда часты перебои с энергоснабжением, да и нагревательный прибор настроен, работать самостоятельно без лишней электроники.

Важно! В случае если ваш котел настроен должным образом и работает автономно, без дополнительных средств контроля и учета температуры, необходимо чаще наведываться в котельную.

Преимущества котельного оборудования, на котором стоит автоматика

*

Первое на что обращается внимание любого владельца отопительной техники – это возможность нагревательного прибора самостоятельно регулировать температуру нагрева основного отопительного контура. Ранее все делалось вручную. Задвинул заслонку, температура стала падать и наоборот, открыл поддувало, котел стал работать интенсивнее, температура растет.

Современные автоматические твердотопливные котлы длительного горения способны без участия человек работать в течение длительного времени (до 48 часов), самостоятельно регулируя все процессы. Вам важно только выставить необходимый температурный режим внутри жилого помещения. Термодатчики реагируют на изменение температуры в помещении, подавая сигнал на центральный пульт автоматики. Уже оттуда посылается команда включить специальные вентиляторы наддува, обеспечивающие процесс горения воздухом.

Следующее важное преимущество, которое дает твердотопливным котлам автоматика – это независимость отопительного прибора в работе. Теперь нет необходимости при отъезде выключать котел и ждать когда он окончательно остынет, систему отопления при этом надо сливать, что бы не разморозилась.

На сегодняшний момент ситуация в корне изменилась. С помощью автоматики можно отрегулировать работу нагревательного агрегата в минимальном (поддерживающем) режиме. Другими словами: Вы настраиваете свой котел на определенный температурный режим. Пока вас нет дома, котел работает для того, что бы поддерживать в системе минимальные температурные показатели. Для того, что бы нагревательный прибор запустился на максимальные обороты, достаточно выставить таймер. Вы приезжаете, а у вас в доме тепло.

В случае с поджогом твердого топлива, ситуация вообще упростилась. Человек для этого абсолютно не нужен. В заданное время сработает электроподжиг и котел начнет работать.

Основной акцент в последних моделях, делается на достижение максимально безопасного режима эксплуатации. Твердотопливные агрегаты, оснащенные автоматическими приборами контроля, способны регулярно проводить самодиагностику, выявляя сбои в работе того или иного элемента. Для твердотопливного котла важным остается быстрая реакция. Чем быстрее среагируют приборы и система на возникновения внештатной ситуации, повышение давления в системе, резкий скачок температуры, тем быстрее система остановится в автоматическом режиме.

Твердотопливные котлы с автоматической подачей

*

Особо стоит остановиться на той категории твердотопливных нагревательных аппаратах, которые снабжены устройствами и механизмами, облегчающие работу кочегара. Речь идет о таком виде котельного оборудования, как твердотопливный котел, оснащенный механизмом автоматической подачи топлива. Целый ряд нынешних нагревательных агрегатов оборудуется специальными приспособлениями, с помощью которых постоянно осуществляется загрузка топлива в камеру сгорания. Такие устройства  носят название пеллетных, потому что в топку идут пелллеты – мелкие легкогорючие гранулы, сделанные на основе отходов древесины.

Котлы с автоматической подачей топлива считаются одним из самых эффективным. КПД в таком устройстве достигает 80-85%, за счет максимально полного сжигания топлива и автоматизации самого процесса. Подобная техника обеспечивает во время эксплуатации необходимый комфорт, чистоту и уют в доме. Твердое топливо аккуратно засыпается в бункер и уже оттуда подается шнековым механизмом в камеру сгорания.

На заметку: в пеллетных агрегатах  автоматика регулирует не только интенсивность подачи воздуха на горелку, но и количество гранул, поступающих в топку. Есть пеллеты на горелке, агрегат работает, нет пеллет, отопительный прибор отключается.

Котлы отопления на твердом топливе в дополнение к автоматической подаче топлива оборудуются еще приспособлением, позволяющим чистить зольник, не прикладывая к этому человеческих рук.

Монтаж автоматики

*

Если установить котел и проложить трубопровод системы автономного отопления можно самостоятельно, то при оснащении нагревательного прибора приборами контроля и автоматики потребуются услуги специалиста. Автоматика для твердотопливных котлов требует тщательно и точной настройки. Процесс установки и непосредственно настройки оборудования сложный и кропотливый. Поэтому экономить в данном случае не стоит.

Первое на что обращает внимание специалисты, начиная монтаж оборудования – это установка системы вентиляции, основу которой составляет вентилятор. Оборудование устанавливается в нижней части нагревательного прибора, в том месте, где расположена обычная заслонка. Вентилятор крепится достаточно прочно, что бы его не сорвало с места во время работы. Последующий шаг — установка контроллера. Для котла, работающего на дровах, такой прибор станет настоящей находкой. Обычно контроллер представляет собой блок управления нагревательным агрегатом, в котором автоматически заложены различные алгоритмы работы. Здесь главное правильно расставить датчики и произвести настройку. После настройки система подключается к энергоснабжению, делается первый пробный запуск отопительного прибора.

В заключении

В последнее время все больше и больше рынок котельного оборудования, работающего на твердом топливе, пополняется совершенными приборами и системами контроля. Не только зарубежные модели котлов, но и  большая часть отечественных производителей делают сегодня ставку на оснащение нагревательных приборов автоматикой.

Блок управление, в котором имеется жидкокристаллический дисплей, прекрасно справляется с возложенными на него задачами. Теперь нагревательными приборами не только легко управлять, их практически не надо контролировать. Точная настройка всех элементов системы управления позволит с высокой точностью реагировать отопительному оборудованию на малейшие изменения температурного режима. Теперь вашему агрегату не страшен ни перегрев, ни разморозка.

Простая автоматика для котла на отработанном масле своими руками | Очумелые ручки

Отопление на отработке нынче пользуется особой популярностью. У кого имеется доступ к отработанному маслу, часто ставят печи и котлы на отработке. А у кого нет, то приобретают отработку за дешево.

Но речь не о деньгах).

В этой статье я покажу, как можно легко за пару часов, сделать примитивную «автоматику» для печи на отработке.

Автоматикой это чудо назвать сложно, она не имеет возможности переключатся в различные режимы, а предназначается для регулировки оборотов вентилятора, вдувая кислород в камеру сгорания и оборотов маслонасоса.

Далее изображена черновая схема в сборе ) Образовалось это все за несколько часов (с учетом дороги до магазина).

Немного расскажу, как все функционирует и из чего состоит

Главные два устройства, которыми необходимо управлять — это привод маслонасоса (им является моторчик от стеклоподъемника автомобиля) и улитка — вентилятор надува. Нам надо управлять оборотами улитки и маслонасоса для увеличения / уменьшения подачи масла в камеру сгорания, и соответственно подачи кислорода. 

Необходимые детали:

• Улитка надува кислорода(можно взять от печки Лады)
• Привод маслонасоса ну и маслонасос (шестеренчатый)
• Блок питания на 12В 
• Вентилятор для охлаждения автоматики
• Переключатель оборотов печи (с ВАЗа) — 3 положения
• Резистор (сопростивление) с теми же 3-мя положениями
• Реостат от авто (точно не знаю, вроде бы для регулировки подсветки в салоне)
• Провода
• Клемы +/-
• Коробка для всего этого

Как все это функционирует и собирается

Самоделка имеет 3 режима оботоров (регулятор оборотов печки): низкий, средний и высокий.  

Питание от блока на 12 Вольт идет на переключатель режимов, далее на резистор (сопротивление) с теми же положениями 1/2/3. От клемы 3 на переключателе и на резисторе провода идут на улитку надува и на допольнительные резистор (реостат). Улитка надува имеет 3 скорости, как я уже сказал, и теже 3 скорости имеет маслонасос. НО на маслонасос питание идет через реостат — обратите внимание на фото — красный провод на улитку и клемы. 

Таким образом, для маслонасоса, каждый из 3-х режимов имеет возможность дополнительной регулироски скрости вращения реостатом, что позволяет очень точно дозировать подачу отработанного масла в топку.

Детальные фото

Реостат на 18 ОМ для плавного снижения оборотов маслонасоса

Переключатель положений 1/2/3 + клема «+»

Внутренности переключателя. Для крепления в коробке пришлось разобрать переключатель, просверлить в нем отверстия и вкрутить винтики.

Провода от переключателья положения идут на свои же 1/2/3 клемы на сопротивления. Сопротивление нагревается )))

Схема подключения переключателя, резистора и мотора

44 – мотор вентилятора
45- дополнительный резистор (служит для регулирования скорости электродвигателя под цифрой 44)
46- переключатель положения

Движок для маслонасоса

После того как всю систему я погонял пару часов на стенде «на столе», все собрал и получилось аккуратно и красиво.

Чтобы сопротивление не нагревалось до красна, я врезал в коробку вентилятор на 12В. Охлаждает хорошо

Вот таким нехитрым образом своими руками можно собрать устройство для регулировки подачи отработки и воздуха в камеру сгорания котла на отработанном масле.

Если вам понравилась статья, ставьте палец вверх и подписывайтесь на наш канал. Будьте в курсе самых полезных подделок и интересных идей. Спасибо за просмотр!

схема электрического котла, чертежи и принцип работы, автоматика для отопления

Современные отопительные устройства представляют собой достаточно простую конструкциюСистеме отопления отводится одно из основных вниманий при эксплуатации и строительстве частного дома. Эффективность ее работы зависит от многих факторов: от хорошо продуманной схемы расположения элементов и их качества, типа и вида котла, его мощности. На рынке представлено огромное количество отопительных котлов, среди которых почетное место занимает электрокотел. Обычно котел – это дорогое устройство, однако можно сэкономить на целом ряде опций, без которых ваша система отопления будет прекрасно функционировать, и сделать электрический котел своими руками.

Купить готовый или сделать электрический котел своими руками

Для того, чтобы определиться с выбором купить готовый или сделать котел самому, необходимо немного разобраться в том, действительно ли вам подойдет тот тип котла, который вы выбрали. Имея желание, соорудить любой тип котла не составит особого труда.

В электрическом котле главным элементом является емкость, внутри которой закреплен нагреватель

Основные виды отопительных котлов:

1. Газовые. Изготавливать самостоятельно данный вид котлов не рекомендуется, потому как к газовым приборам предъявляются специфические требования, которые в домашних условиях невозможно осуществить.
2. Электрические. Довольно неприхотливы, как в эксплуатации, так и в их конструкции. Такой котел, благодаря невысоким требованиям к монтажу и безопасности, вполне можно соорудить у себя дома.
3. Жидкотопливные. Конструктивно простые приспособления. Однако, есть сложность в регулировке и стоимости форсунок, которые подают в камеру сгорания топливо. Следует несколько раз подумать, прежде чем покупать или самому сооружать такой котел.
4. Твердотопливные. Имеют на рынке очень высокий спрос, благодаря своей универсальности, ведь их можно использовать практически в любых условиях и на любых объектах, от частных до коммерческих и промышленных. Неприхотливы и просты в конструкции и обслуживании.

Немаловажную роль играет материал из которого будет состоять ваша отопительная система. Наиболее долговечным материалом считается нержавеющая жаростойкая сталь. Но она же является и самым дорогим материалом, поскольку ее обработка требует специальной аппаратуры. Чугун дешевле нержавейки, однако так же сложен в обработке. Обычно для изготовления котлов используют листовую сталь, толщиной от 4 мм. Такой материал имеет отличные характеристики по долговечности и надежности, а также поддается обработке в домашних условиях, без специального технологического оборудования.

Несколько секретов: как сделать электрокотел

Последним пунктом в определении вида котла будет ответ на ряд вопросов, которые обязательно необходимо учесть, а именно – условия, при которых будет использоваться котел.

Условия, влияющие на конструкцию отопительного котла:

• Доступность материалов и их стоимость;
• Вид топлива, на котором они будут работать;
• Способ и принцип циркуляции теплоносителя.

Итак, вы изучили чертежи и принципы работы всех типов котлов, проанализировали место, где планируется установка отопительного агрегата, свои финансы, учли все условия и выбор ваш пал на электрокотел.

Огромным недостатком электрокотла является высокое потребление электроэнергии. Рекомендуется их устанавливать либо как дополнительный источник тепла в вашем доме, либо в местах, где ведется периодическое отопление, например, в гараже или на даче.

Основным элементом электрического котла является ТЭН (термоэлектрический нагреватель). Он используется для того, чтобы преобразовывать электрическую энергию в тепловую. ТЭН приобретается в готовом виде и подбирается индивидуально, учитывая площадь дома и пропускную способность системы. Например, для домов 50 и 80 кв. м., потребуются ТЭНы на 6 и 12 кВт соответственно. Допускается установка двух ТЭНов, их необходимо установить параллельно. Материал для корпуса особой роли не играет, поэтому подойдет любой материал, а защита от перегрева, реле, регуляторы и прочие детали, которые необходимы для работы продаются в любом магазине, который специализируется на данной продукции.

Конструктивная схема электрокотла

Оптимальным решением для обогрева небольшого коттеджа будет средних размеров отдельно расположенный электрокотел. Длина корпуса у такого котла не будет превышать и пол метра, а диаметр трубы будет равен 220 мм. Такие параметры дают большие возможности для его установки, только обязательно необходимо учитывать правила безопасности.

Чтобы организовать эффективное отопление дачи или небольшого частного дома, можно использовать самодельный нагревательный котел

Конструкция электрического котла:

Немаловажную роль играет то, каким образом будет производиться циркуляция энергоносителя. Она может быть естественной, для этого потребуется учесть перепады высот между баком котла и радиаторами, и принудительной – при помощи циркуляционного насоса. Использование принудительной циркуляции рекомендуется особенно в тех случаях, когда планируется установка блока теплого пола.

Герметичный корпус электрокотла – залог правильной работы агрегата. В корпусе должно присутствовать отверстие, через которое нагретый теплоноситель будет поступать в отопительную систему и патрубок обратной подачи остывшего теплоносителя.

Один из наиболее простых вариантов электрического котла – это установка ТЭНа непосредственно в систему отопления. Однако такой вид конструкции подойдет не каждому. В таком случае, можно собрать электрокотел со съемным патрубком. Такая конструкция предоставляет возможность оперативно заменить ТЭН или произвести ремонт водонагревателя, а шаровые вентили, установленные на входах в котел, позволят производить его ремонт, не сливая теплоноситель из системы.

Электрика и автоматика для электрокотла своими руками

Стабильную работу агрегата обеспечивает электрическая часть. Чтобы она функционировала, необходимо собрать электрощит и трехфазный ввод. Электрощиты, обычно, выполнены из металла.

Устройство электрощита:

• Тумблер;
• Автомат;
• Кнопки управления котлом;
• Реле;
• Магнитный пускатель.

Монтаж щита необходимо доверить квалифицированным специалистам. Однако, металлического щита и трехфазного ввода мало. Необходимым также является заземление нагревательного прибора. Для этого к электрощиту подводится отдельный «земляной» провод, который через щиток подключается к котлу. Заземление проверяется ежегодно специальной организацией, которая протоколирует все свои замеры.

Дополнительно установленные автоматические системы предоставляют удобство управления котлом. Автоматика призвана обеспечить безопасность эксплуатации нагревательного прибора.

Существуют специальные датчики, которые устанавливаются по всему дому. Они обеспечивают поддержание комфортной температуры, заданной пользователем. В случае аварийной ситуации, датчики могут дать сигнал на автоматическое отключение всей отопительной системы, предотвратив тем самым возможные убытки и порчу имущества.

Как произвести ремонт электрокотла своими руками

Наиболее частой и вероятной поломкой, с которой вы встретитесь при эксплуатации электрокотла будет сгоревший ТЭН. Его замена не представляется особо трудным делом, необходимо лишь соблюсти некоторые очевидные правила и правильную последовательность действий.

Чтобы определить неисправность и произвести правильный ремонт электрических котлов, необходимо знать их устройство и различия

Порядок действий при замене ТЭНа:

1. Отключить котел от сети электропитания.
2. Слить весь теплоноситель из системы.
3. В случае затрудненного доступа к креплению ТЭНа, демонтировать электрокотел.
4. Отсоединить провода от ТЭНа, предварительно сделав пометку о порядке крепления проводов.
5. Демонтировать ТЭН. Для этого необходимо открутить болты или гайки, которыми он прикреплен к корпусу котла и вынуть неисправный ТЭН.
6. Вставить новый ТЭН и закрепить его, при этом нужно заменить водоизолирующую прокладку.
7. Повторить пункты с 1 по 4 в обратном порядке.
8. Проверить работоспособность котла и нового ТЭНа.

Нужный ТЭН вам помогут подобрать в специализированном магазине. Узнать необходимую модель можно либо в паспорте электрического котла, либо принести вышедший из строя нагревательный элемент в магазин и показать его продавцу.

Как сделать электрокотел своими руками (видео)

Какой бы вид котла вы не выбрали, необходимо обязательно руководствоваться не только здравым смыслом при его изготовлении, но и соблюдать требования правил безопасности, а также придерживаться стандартов, которые действуют в отношении выбранной категории отопительных приборов.

Добавить комментарий

Что такое погодозависимое отопление, обзор и автоматика

Системы отопления расходуют невозобновляемые природные ресурсы. Пик мировой добычи пройден, и возникает проблема экономии. Ее успешно решает погодозависимое отопление. 

Устройство и принцип работы погодозависимой автоматики

Механическая часть отопительной автоматики – насос с клапаном регулировки. Управляет оборудованием компьютер на основе данных с 4 температурных датчиков, реагирующих на температуру на улице и в помещении. Программа умного регулирования погодозависимого управления котлом вшита в контроллер. Контур настраивается по условиям эксплуатации и типу помещения.

Существующие схемы регулирования основаны на трех принципах:

1. Гидравлический элеватор использует обратную воду, смешивая с нагретой в котле. Управляет прибором погодозависимый регулятор отопления, подавая команду на перемещение конусного затвора по показаниям датчиков. 
2. Схема с циркуляционным насосом и клапаном на три положения ограничивает нагретый поток и возвращает в систему отработанный теплоноситель. Управление трехходовым краном выполняет процессор по заданной программе.
3. Запорный кран на обратном трубопроводе перекрывается клапаном. Управляет прибором погодозависимый контроллер системы отопления по данным температурных датчиков.

Датчики погодозависимой автоматики для систем отопления многоквартирного дома (МКД) устанавливают в жилой комнате.

Индивидуальный тепловой пункт (ИТП) находится в подвальном помещении, где легче обслуживать оборудование. 

Типы систем автоматического управления

У владельцев квартир при использовании индивидуального обогрева часто встречается проблема с регулировкой температурного режима. Ручной способ настройки неточен, избыточно расходует топливо. Применение автоматического погодозависимого регулирования системы отопления экономит ресурсы и освобождает личное время. 

Типы автоматики:

• термостат, соединенный проводом с зависимым механизмом;
• беспроводное управление системой сохранения тепла в зависимости от погоды.

Функции приборов регулирования:

• удержание термостатом температуры в помещении на заданном уровне;
• программная установка уровня отопления по времени суток на срок до одной недели.

Типы приборов:

• механический термостат – включает электрическую сеть при изменении окружающей температуры;
• электронный прибор – точно регулирует нагрев по сигналам датчиков;
• электромеханический аппарат – температурное реле управляет приводом клапана.

Термостаты, управляющие обогревом, могут подключаться к насосу, котлу или механическому запирающему приводу.

Правила эксплуатации погодозависимого отопления

Системы управления отоплением имеют функцию самодиагностики. Сообщения об ошибках поступают на дисплей, и владельцу остается выбрать способ их устранения. 

Если не работает регулятор температуры, сначала нужно проверить электричество.

Частые проблемы:

• потрескивание при работе – плохой контакт с электропитанием;
• слабый прогрев помещения при высоком заданном уровне – возможно постороннее тепловое воздействие на датчик;
• подключенный по правилам прибор не включается – причина в конструкции, потребуется замена;
• мигание светодиода – сломался датчик температуры;
• терморегулятор не обеспечивает заданный режим – прибор неисправный. 

Для продолжительной работы без отказов достаточно соблюдать требования эксплуатации, установленные изготовителем. Монтаж и настройка системы производятся по инструкции.

Использование автоматического управления отоплением

Системы регулировки отопления отличаются по функциям и цене. Простые модели управляются пультом или сенсорным дисплеем. Сложные системы имеют свое программное обеспечение с удаленным доступом к управлению. Погодозависимая автоматика имеется в разных типах отопительных котлов:

• настенный, находится в одной из комнат;
• напольный, устанавливается в котельной;
• электрокотел.

В настройке программы контроллера задается начальное значение, когда внутри и снаружи температуры совпадают. Потом производится калибровка, выбираются параметры теплоносителя для каждого типа погоды. Изготовитель по умолчанию программирует собственные варианты, один из которых можно выбрать для работы.

Для настройки системы нужно установить температурные датчики на улице и в комнате так, чтобы данные передавались без искажений.

Преимущества управления – наличие автономной работы, экономия ресурсов. Недостатки погодозависимой автоматики – обслуживание и ремонт могут дорого стоить из-за замены неисправной электроники.

Погодозависимая автоматика Vaillant 

Система Multimatic VRC 700 от Vaillant управляет теплым полом и до 10 контуров отопления со смешением теплоносителя. 

Характеристики Vaillant VRC 700 Multimatic:

• настройка параметров поворотной ручкой;
• работа с солнечным нагревом теплоносителя и принудительной вентиляцией;
• предустановленные кривые отопления Vaillant – ночной, гостевой, дневной и проветривание;
• запись индивидуальной программы управления;
• удаленная диагностика системы службой сервиса.

Схемы управления погодозависимой автоматики VRC 700:

• Один прямой контур отопления и насос рециркуляции с дополнительным модулем.
• Две линии со смешиванием теплоносителя, расширение VR 70, бойлерный насос.
• Управление потоком прямого теплоносителя.
• Контуры – прямой и со смешиванием, двумя модулями VR 70, рециркуляционный насос.
• Управление двумя линиями со смешиванием теплоносителя с расширением VR 70, модуль VR 91 регулирует процесс.
• Регулирование двух смесительных контуров при помощи расширения VR 70 и бойлера через плату конденсационного котла.
• Три смесительных линии с модулем VR 71 и насос рециркуляции.
• Управление более чем 3 контурами, один из которых прямой. В схеме имеются расширения VR 60, VR 32, VR 90.

Версия погодозависимой автоматики Vaillant VRC 700/6 может подключать в работу несколько котлов, а с блоком VR 900 – управлять каскадом дистанционно в специальном приложении.

Котлы Baxi с погодозависимым управлением

Газовые котлы даже в нормальном режиме расходуют топливо, так как горелка продолжает работать при отсутствии людей в доме. При хорошем утеплении дома отключение отопления снижает температуру на 2°C за 6 часов, а включение нагрева дает прибавку 2°C за один час. Котлы модели Бакси Луна 3 Комфорт имеют дистанционное управление через мобильное приложение. Можно привязать к календарю сценарий автоматического регулирования нагрева.

В котлах серии Baxi Slim есть следующие функции:

• дистанционный запрос температуры в квартире и на улице;
• удаленный контроль температуры воды в прямом и обратном контурах;
• считывание показаний счетчика газа;
• контроль давления в системе;
• оповещение об ошибках и аварийной остановке котла;
• дистанционное включение котла.

Преимущества настенных котлов:

• раздельный контур отопления и нагрева воды;
• постоянная температура теплоносителя;
• бесшумная работа;
• электронная модуляция пламени;
• работа котла при пониженном давлении газа в системе;
• возможность подключения теплых полов.

Котлы Baxi итальянского производителя отличаются неприхотливостью.

Автоматическое управление котлами Protherm

Котлы без регулировки включают нагрев в зависимости от параметров теплоносителя. Погодозависимая аппаратура Protherm управляет нагревом на основе данных с уличных и комнатных датчиков. Терморегуляторы экономят до 30% топлива, снижая частоту включения котла. 

Комнатные регуляторы, которые применяются с электрическим котлом Протерм Скат:

• Instat Plus с проводным подключением, поддерживает температуру от 5 до 30°C, есть ночной режим уменьшения отопления.
• Termolink B – комнатный регулятор нагрева воздуха в диапазоне от 8 до 30°C, программирование режима работы на 24 часа, функция защиты от замерзания.

Отопление от электричества – безопасный источник тепла в доме без выбросов. Для установки не требуется вентиляционная система. Оборудование электрического котла Protherm проще, чем газового.

C напольными чугунными котлами Protherm Медведь используются терморегуляторы на шине eBus:

• Termolink P – есть режим модуляции, регулировка нагрева воздуха и горячей воды, кривая управления отоплением в зависимости от датчиков температуры.
• Termolink S – может изменять режим работы котла по времени суток, программируется на неделю. Предустановлен режим «Отпуск» и защита от замерзания.

Котлы серии Медведь меняют температуру воды инжекторной горелкой. Нагревательный элемент сделан из чугуна. Дисплей на панели информирует о параметрах теплоносителя.

Погодозависимая автоматика Meibes

Погодозависимый терморегулятор HZR-M Meibes управляет контуром со смешением теплоносителя самостоятельно в комплекте с другими контроллерами. Характеристики прибора Майбес:

• интерфейс с пиктограммами;
• встроенные программы режима отопления;
• объединение с другими регуляторами на шине eBUS;
• автономное питание батарейками;
• подсветка дисплея;
• разъем для подключения компьютера.

Погодозависимая автоматика для систем отопления частного дома – приборы с дистанционным доступом Meibes LE HZ немецкого производства.

Терморегулятор управляет двумя контурами или каскадом из 2 котлов, насосами рециркуляции. Возможности Meibes LE HZ:

• подключение контроллеров дистанционно;
• расширение управления на 8 контуров через шину eBUS;
• символьное меню;

Преимущества – в несложном монтаже на стену.

Термостат ZONT

Регулятор погодозависимого отопления ZONT H-1 – интеллектуальная система, дистанционно управляемая по протоколу GSM или интернету. Аппарат подключается через мобильное приложение, личный кабинет на сайте изготовителя или по СМС-командам. Возможности терморегулятора:

• управление СИМ-картой 2G;
• передача показаний датчиков температуры и режима работы котла;
• выбор кривой регулирования отопления;
• программирование нагрева помещения на неделю;
• оповещение об ошибках и аварийных случаях;
• сообщение об отключении электричества в доме;
• история операций за 3 месяца;
• обновление программного обеспечения через интернет.

Подключение термостата осуществляется 2 способами – через клеммы на котле или адаптером к цифровой шине. Управление нагревом может выполняться в релейном режиме, с периодическим включением газовой горелки. Возможно цифровое управление через адаптер – электронная модуляция пламени.

Технические характеристики ZONT H-1:

• рабочее напряжение 10-28 В;
• аналоговый и цифровой входы;
• подключение 10 проводных и радиоканальных датчиков;
• рабочий диапазон от –30 до +55°C;
• выход на режим – 50 секунд;
• пластмассовый корпус, универсальное крепление на поверхность.

Работа котла с теплыми полами

Для комфорта в доме применяется система теплого пола, где теплоноситель – вода или жидкость с низкой температурой замерзания. Регулирует насос циркуляции погодозависимая автоматика.

Состав схемы теплого пола:

• контроллер погодозависимого регулирования;
• датчик уличной температуры, установленный в тени;
• сервопривод узла смешения;
• датчик температуры циркулирующей воды;
• трубопровод теплого пола;
• термостат в обогреваемой комнате.

Контроллер ТРЦ-03 российского производства поддерживает температуру по кривой регулирования нагрева. 

Теплые полы применяют с другими видами нагрева помещения. Для совместной работы предназначены четыре типа погодозависимых контроллеров:

• Основной – управляет 8 типами гидравлических схем, 6 из которых включают котел.
• Расширение на 2 гидросистемы дополнительно к основному регулятору.
• Управление независимым контуром со смешением, может автономно регулировать одну систему.
• Аппарат управления отоплением с буферной емкостью и таймером.

У теплых полов значительная инерция, поэтому комнатный термостат точнее реагирует на погоду.

Погодозависимая автоматика для теплиц

Круглогодичное выращивание сельхозпродукции в северном климате – тяжелая задача. Чтобы обеспечить вегетацию растений, применяют погодозависимое отопление. Лучший вариант – трубопроводная система нагрева почвы, стимулирующая развитие корней и снижающая расход энергии.

Температура в теплице разная в ночное и дневное время, а почва должна быть теплее на 2-3°C. С такой задачей справится автоматика Овен ТРМ-32 или контроллеры Овен ПЛК 100, объединенные в систему с центром управления. 

Характеристики системы регулирования Овен ТРМ-32:

• управление нагревом теплоносителя на основе сигнала четырех внешних датчиков;
• соединение с компьютером через адаптер;
• диапазон контроля от –50 до +200°C;
• длина проводной связи – 1200 м;
• температура в теплице от +1 до +50°C;
• кнопочное управление, информационный дисплей;
• программирование графика отопления по заданному значению температуры;
• переключение с дневного на ночной режим работы. 

Дистанционное регулирование микроклимата теплиц производится проветриванием и изменением скорости работы насосов.

Автоматическое регулирование своими руками

Регуляция в зависимости от погоды используется для поддержания комфорта и экономии. Устанавливают своими руками погодозависимое отопление в небольших частных домах и на дачах. Для устойчивой работы системы подойдут приборы заводской сборки. Самодельные аппараты не будут стабильно работать, они небезопасны.

Для загородного дома подходит универсальный котел Очаг, который работает на твердом топливе. В схеме регулирования три датчика температуры – теплоносителя в котле, отходящих газов и воды в бойлере. Исполнительные механизмы – шибер расхода воздуха и заслонка на трубопроводе. Автоматическое управление организуется при помощи контроллера Ардуино Нано.

Насколько необходима система погодозависимого отопления 

Автоматизация управления теплом нужна не всегда. Регулирование происходит с отклонением 2°C от нормы в комнате с датчиком, в остальных помещениях разброс больше. Стоимость монтажа автоматики, устанавливаемой отдельно, достигает 2 тыс. евро. 

Если аппаратура поставляется вместе с отопительным котлом, использование погодозависимой автоматики оправдано. В остальных случаях затраты не покроют возможную экономию.

Достаточно термостатических головок радиаторов для регулирования отопления. 

Преимущества автоматического управления отоплением

Погодозависимое регулирование из-за высокой стоимости чаще используется в многоквартирных домах и производственных зданиях, где это экономически оправданно. Преимущества автоматики:

• постоянная температура;
• снижение расхода топлива при перепадах температуры;
• автоматический контроль окружающей среды датчиками;
• поддержание пониженной температуры;
• отсутствие человеческого фактора.

Котлы новых моделей оснащаются автоматической регулировкой. Функций этих систем достаточно для комфорта в доме без лишних вложений.

Погодозависимая автоматика для систем отопления: особенности

В поисках путей снижения негативной нагрузки на окружающую среду ученые и инженеры разрабатывают новые способы повышения эффективности отопительных систем. Один из них- погодозависимая автоматика для систем отопления. Она позволяет управлять расходом топлива в отопительном котле с учетом текущих погодных условий, прогнозировать похолодание или перегрев в жилых помещениях и оперативно их компенсировать. При этом соблюдается разумный баланс между комфортными условиями проживания и экономией энергоресурсов.

Устройство и принцип работы автоматических систем

Система управления отоплением на основе текущих погодных условий состоит из нескольких основных компонентов:

• управляющий контроллер;
• датчики температуры;
• элеватор, или регулирующий клапан с насосом.

Принцип работы контроллера основан на анализе данных с четырех температурных датчиков:

• внутри дома;
• снаружи;
• на прямом трубопроводе;
• на возврате.

При настройке контроллера погодозависимой автоматики задается алгоритм его работы. Он определяется в виде температурной кривой, выражающей зависимость температуры жидкости в контуре системы обогрева здания от наружной температуры.

У кривой есть две опорные, или базовые точки. Первая соответствует наружной температуре +20С, температура теплоносителя на входе и на выходе, а также в комнате также будет равна +20С. Вторая опорная точка соответствует температуре теплоносителя в выходном патрубке +80С, в этой точке при максимальном морозе в комнатах все равно будет +20С. Уклон соединяющей эти точки кривой зависит от качества термоизоляции строения, чем лучше утеплено здание, тем более отлогой будет кривая.

В долговременной памяти управляющего компьютера содержится несколько таких алгоритмов, при настройке из них выбирают наиболее подходящий к климатической зоне и конструкции дома.

Внутренний датчик монтируют в помещении, имеющем среднюю температуру по дому. Оно должно быть защищено от сквозняков и прямых солнечных лучей. Как правило, такими комнатами становятся спальни.

Как выглядит погодозависимая автоматика для систем отопления

Активация режима обучения позволяет контроллеру накапливать данные о суточном и недельном изменении температуры и формировать собственные, приспособленные к конкретному дому и климатической зоне алгоритмы управления режимом работы котла.

Система задает среднюю, эталонную температуру в доме. Локальная температура в каждом помещении поддерживается с помощью балансировки системы отопления и локальных либо привязанных к местным отопительным контурам термостатов и регулировочных клапанов.

Методика управления погодозависимой автоматикой

Управление отоплением на основании показаний датчиков температуры только внутри дома означает большую инерционность. При резком похолодании, особенно при качественной теплоизоляции, снижение температуры в доме произойдет с заметной задержкой. Когда автоматическая система управления отреагирует, ей придется запускать котел на максимальной мощности, чтобы скомпенсировать падение температуры. При потеплении будет наблюдаться обратный эффект- котел будет выведен на режим малой мощности с запозданием, а в доме наступит жара.

Погодозависимая автоматика управляет работой системы отопления с учетом показаний четырех датчиков. Это позволяет достичь существенной (до 20%) экономии энергоресурсов за счет заблаговременного плавного изменения температурного режима. При этом практически полностью исключаются:

• работа котла в режиме максимальной мощности;
• вредные выбросы в атмосферу на этом режиме;
• заметные перепады температуры в доме;
• неоправданный перерасход топлива при похолодании или потеплении.

Эффективность работы такой системы управления отоплением сильно зависит от выбора т.н. эталонной комнаты, в которой будет установлен внутренний датчик. Если установить его, например, в гостиной, то во время приема гостей, да еще если хозяин решит растопить камин, температура в помещении (и на датчике) резко возрастет. Система воспримет это как управляющий сигнал и снизит мощность котла. А в это время на улице может ударить мороз, в результате чего во всем доме похолодает.

Далее, если гостям станет жарко, они решат открыть окно и проветрить комнату, система воспримет это как сигнал к выведению котла на большую мощность. В комнате станет тепло, а во всем доме – слишком жарко.

Во избежание подобных ситуаций следует тщательно выбирать место для монтажа внутреннего датчика.

Для погодозависимой автоматики для системы отопления нужно правильно подобрать место

При использовании метода прямого контроля инерционность системы чрезвычайно мала, и она мгновенно реагирует на изменение температурного режима коррекцией мощности бойлера. Это не всегда удобно, и поэтому в работу системы вводят дополнительную задержку, чтобы сглаживать эффект от незапланированных кратковременных перепадов внутренних температур.

Управление контроллером осуществляется либо кнопками с его панели, либо с помощью сенсорного дисплея. Современные системы имеют выход в сеть Интернет, ими можно управлять с планшета или смартфона с помощью мобильного приложения. Доступ возможен как из самого дома, так и из дальней поездки. Владелец может изменить алгоритм работы системы, выбрать другую базовую кривую, задать другие базовые значения для внутренней температуры или изменить такую температуру для отдельно взятого помещения.

Преимущества и недостатки

Поскольку обходится такая система недешево, то нужно точно знать, какие же преимущества она даст владельцу, решившемуся на установку. Среди них:

• возможность поддерживать постоянную температуру в доме независимо от резких изменений внешней температуры;
• достигается заметная экономия топливных ресурсов;
• заблаговременное управление мощностью котла исключает его функционирование на предельных режимах;
• снижаются вредные выбросы в атмосферу, особенно заметные на предельных режимах;
• повышается ресурс работы отопительного оборудования.

Особенная заметна экономия энергоресурсов в многоквартирных домах с большой площадью обдуваемых ветром фасадов.

Существуют у системы и недостатки:

• высокая цена;
• сложность с выбором места установки внутреннего датчика и тонкой настройкой балансировкой отопления;
• необходимость привлечения специалистов для ремонта и периодического обслуживания.

Погодозависимая автоматика гарантировано окупается в многоэтажных домах и больших коттеджах. В небольших частных домах экономическая эффективность сильно варьируется в зависимости от местных условий.

Сфера использования

В небольших и средних частных домах такие системы имеет смысл ставить, если владельцы часто и подолгу отсутствуют. При постоянном проживании проще подойти к колу (или войти в приложение на смартфоне) и подкорректировать мощность в случае похолодания, сильного ветра или потепления.

В крупных коттеджах, особняках, многоквартирных, коммерческих или общественных зданиях автоматизация управления отоплением на основе погодозависимого контроллера становится насущной необходимость. В общественных зданиях с большой площадью остекления удавалось добиваться двукратной и более экономии энергоресурсов, затрачиваемых на отопление.

Рекомендуется применять такие системы и в централизованных котельных, обслуживающих несколько территориально распределенных объектов.

Особенности установки

Погодозависимая автоматика имеет ряд особенностей установки. Главные из них- это выбор места монтажа внешнего и внутреннего датчика температуры.

Внешний датчик монтируют так, чтобы он был защищен от прямых солнечных лучей. Он также не должен быть закрыт от ветра какими-либо строительными конструкциями. Чаще всего выбирают северо-восточную сторона здания, на высоте приблизительно метр-полтора от земли. Датчик должен быть вынесен со стены дома, чтобы теплопотери не влияли на его показания.

Внутренний датчик устанавливают в так называемом эталонном помещении. В нем должна быть средняя по дому температура, и колебания ее должны быть минимальными. В помещении не должно находится много людей, нежелательно пользоваться камином. Оно не должно находиться под прямыми солнечными лучами или рядом с входной дверью. Лучше всего под эти условия подходит спальня или детская комната.

Внутренний датчик нужно монтировать в эталонном помещении

Если в частных домах система напрямую управляет мощностью котла, то в больших многоквартирных или общественных зданиях система управляет работой возвратного клапана, пускающего большую или меньшую часть отработанного теплоносителя снова в отопительный контур.

Правила эксплуатации

При эксплуатации необходимо соблюдать все требования и рекомендации завода- изготовителя. В современные системы встраиваются средства самодиагностики, и они сами могут сообщить владельцу о возникших неполадках. Это не отменяет необходимости периодических осмотров и профилактических работ. В ходе профилактики следует проверять надежность крепления и чистоту датчиков, особенно внешнего, и тестировать исполнительные механизмы системы. В ходе ежеквартальной профилактики удобно также менять сезонный алгоритм работы устройства.

Программы автоматизации котлов обеспечивают защиту и надежность системы

19 декабря 2017

Мониторинг и контроль программы внутренней очистки котла — один из лучших способов предотвратить простои системы и избежать крупных затрат на ремонт. Общие проблемы с оборудованием, такие как коррозия, накипь и отложения, могут привести к затратам на ремонт более 60 000 долларов и простоям на 2-3 дня.Внедрение программы автоматизации котлов предлагает средствам защиту и надежность системы, необходимые для эффективной и надежной работы.

Изменения потребности в паре в течение обычного дня могут вызвать широкий спектр проблем, таких как пенообразование, унос или образование накипи. Эти проблемы могут привести к увеличению расхода топлива, химикатов или потерь воды на предприятии. Пакет автоматизации может быть использован для обеспечения постоянного контроля подачи химикатов и продувки котла. Характеристики разных контроллеров различаются в зависимости от производителя и модели, но самые последние контроллеры предлагают следующие возможности:

• Автоматическая продувка
• Автоматическая подача химикатов
• Регистрация показаний счетчика подпиточной и продувочной воды
• Проверка наличия химического резервуара

Электропроводность котла контролируется автоматическим продувочным клапаном.Этот клапан настраивается контроллером на открытие по истечении определенного пользователем времени (обычно 30-60 минут), чтобы вода из бойлера могла пройти мимо него. Затем клапан закрывается через одну-две минуты, и датчик считывает проводимость захваченной воды в линии. Если показание проводимости датчика превышает заданное значение, автоматически открывается продувочный клапан и начинает выпускать воду из котла. Это снижает проводимость за счет слива имеющейся воды из котла и позволяет использовать свежую воду с низкой проводимостью для ее замены.Затем через заданное время продувки проводится повторный замер электропроводности, чтобы определить, находится ли котел ниже заданного значения, и если нет, продувочный клапан открывается снова. Автоматическая продувка — наиболее эффективный способ удержания проводимости в пределах допустимого диапазона для предотвращения образования накипи, коррозии, уноса и других специфических проблем внутри котла. Водомеры

настоятельно рекомендуются как на линиях подпитки, так и на продувке котла, чтобы точно измерять, сколько воды подается в котел и выходит из него.Химические продукты для предотвращения накипи и коррозии могут быть точно дозированы в котел на основании показаний счетчика и расхода подпиточной воды. Продукты можно подавать без использования водомеров по расписанию или другим методам контроля, но это часто приводит к перекачке или недостаточной подаче продуктов из-за высокой или низкой потребности в паре. Использование счетчиков воды также позволяет контроллеру котла отслеживать текущее количество воды, которое система котла использовала для управления данными.

Датчики уровня в резервуаре контролируют использование средств обработки.Наиболее часто используемый тип датчика — ультразвуковой. Датчики устанавливаются на верхней части резервуаров для химикатов, чтобы регистрировать, сколько галлонов продукта осталось в резервуаре для химикатов. Затем данные датчика сохраняются в контроллере.

Дополнительные онлайн-функции, доступные для некоторых контроллеров котлов, позволяют пользователям безопасно и надежно взаимодействовать с контроллерами. Если контроллер котла подключен к Интернету через водяной шлюз США или предоставленное соединение на месте, пользователь может удаленно вносить изменения в программу котла, а данные, собранные с контроллера котла, могут быть отправлены в U.Онлайновая база данных С. Уотера, U.S. Water Reports ™. Здесь можно проанализировать и просмотреть данные, чтобы котел работал с максимальной эффективностью. Пользователи также имеют возможность настраивать информационные панели с обновлениями статуса и тенденциями за выбранный период времени. Эти электронные сообщения приборной панели автоматически генерируются контроллером и включают в себя множество тревожных возможностей, таких как показания датчиков вне диапазона или низкий уровень запасов химикатов. Возможности онлайн-контроллера котла обеспечивают безопасные и согласованные программы, даже если кто-то не присутствует на месте для сбора показаний.

Комбинируя методы управления и автоматизации, описанные в этой статье, пользователи могут рассчитывать на надежную и эффективную работу котла. Безопасная и эффективная программа гарантирует минимальное время простоя и экономию средств на долгие годы.

Системы лучистого отопления под полом, сэкономьте тысячи

Описание нескольких типов систем лучистого отопления

, включая нашу предпочитаемую систему.

Существует множество способов, использовать преимущества лучистого отопления и охлаждения.Некоторым концепциям систем лучистого теплого пола не менее 100 лет. Наши системы лучистого отопления более новые и инновационные. Мы призываем вас хотя бы взглянуть на эти современные системы. Новые и более инновационные системы подогрева пола могут предложить значительные преимущества.

Обратите внимание, что Radiantec часто рекомендует использовать бытовые водонагреватели вместо дорогих бойлеров. Щелкните здесь, чтобы получить дополнительную информацию об этом использовании. Это возможность сэкономить тысячи долларов и при этом иметь лучшую и более энергоэффективную систему лучистого теплого пола.

(и тепло, и ГВС поступают напрямую от одного и того же отопительного агрегата)

«Открытая прямая радиантная система» — это значительный прорыв в дизайне лучистого отопления. Открытая прямая радиантная система предлагает беспрецедентную эффективность при очень доступной цене и является нашей предпочтительной системой среди всех систем лучистого отопления. Это единая система, которая работает двумя разными и разными способами. Когда требуется обогрев пола, включается насос, и вода вытекает из бака через зону излучающего теплого пола и обратно в бак.Когда требуется горячая вода, вода вытекает из резервуара и направляется в арматуру. Вся вода в системе остается питьевой.

Это, пожалуй, самая энергоэффективная и экологически чистая система отопления в мире.

Это одно из очень немногих исключений из правила, что лучшие вещи стоят дороже. Вы буквально получаете гораздо лучшую систему за гораздо меньшие деньги.

Преимущества энергоэффективности открытой прямой системы.

• «Открытая прямая система» использует лучистое отопление, которое существенно более энергоэффективно .
• Конструкции двойного назначения имеют менее 1/2 потерь в режиме ожидания по сравнению с двумя независимыми методами. Один набор исключен, а другой уменьшен из-за эффективного использования.
• Более низкая первоначальная стоимость дает возможность купить более качественный и эффективный агрегат .
• «Открытая прямая система» совместима с солнечной батареей.
• Бытовые водонагреватели потенциально более эффективны, чем бойлер.Они могут работать при низких температурах и позволяют конденсировать дымовые газы. Имейте в виду, что эти преимущества доступны только с качественными водонагревателями и не могут быть реализованы с дешевыми моделями.
• Предварительный нагрев холодной воды обеспечивает ограниченное естественное охлаждение за счет того, что холодная замещающая вода проходит через трубы в полу перед тем, как попасть в резервуар.
• Бак позволяет установить огромный теплообменник для дымохода.

Экологические преимущества открытой системы Direct.

• Снижение расхода топлива
• ЕСЛИ ВЫ СОГЛАСИВАЕТЕ ПАР В ВЫПУСКНОЙ ВОДЕ, ВЫ МОЖЕТЕ ПОЛУЧИТЬ ЕЩЕ 10% ЭФФЕКТИВНОСТИ. Значительное количество загрязняющих веществ растворяется в воде, и они безвредно уходят в канализацию вместо того, чтобы загрязнять воздух.

Другие преимущества системы «Open Direct»

Наша открытая прямая система исключительно доступна по цене

• Наш дизайн простой и элегантный
• В конструкции используется водонагреватель двойного назначения
• Отсутствие бойлера экономит тысячи долларов
• В нашей конструкции используется на деталей меньше
• Простая установка экономит затраты на рабочую силу
• Energy Efficiency снижает расходы на топливо.

Простота установки

Наша открытая прямая система отличается простой конструкцией и небольшим количеством деталей () по сравнению с другими системами.

Легко работать с

Простота нашей конструкции и легкость, с которой вы можете найти наши детали в любом хозяйственном магазине , делают эту систему без проблем для разнорабочего или Do-It-Yourselfer .

Простота обслуживания

Наш дизайн прост для понимания.Наша излучающая система работает при гораздо более низкой температуре, чем у печи, поэтому с ней безопаснее работать, а наши материалы служат долго, поэтому они не нуждаются в постоянном уходе.

Легко достать детали для

У нас простая конструкция и общие детали . Может показаться, что это не очень хорошо, но это так! Вы можете найти детали, которые мы используем, в любом хорошем хозяйственном магазине, специального заказа не требуется.

Меньше деталей

Поскольку наша конструкция проста и мы используем водонагреватель для отопления и горячего водоснабжения, наша система менее сложна и использует меньше деталей .

Более надежный

Наша система имеет меньше движущихся частей , работает при более низких температурах, чем котельные системы, и предлагает качество из нержавеющей стали.

Более длительный

Более низкие рабочие температуры, конструкция из нержавеющей стали и высококачественные трубки. — это система, которая долговечна и служит .

Энергоэффективность

Лучистое отопление естественно энергоэффективно.Наша система работает при более низких температурах, поэтому на требуется меньше топлива, для нагрева воды, а наши водонагреватели конденсируют дымовые газы, чтобы получали максимальное тепло от вашего топлива .

Экологически чистый

Поскольку мы используем конденсационные водонагреватели, наши системы имеют меньше выбросов, чем другие. Наши системы также потребляют меньше топлива, чем система котлов , и совместимы с солнечными батареями.

Совместимость с Solar

Наша открытая прямая система совместима с солнечной батареей .Вы можете запланировать установку солнечных батарей на начальном этапе или в любое время в будущем. Ознакомьтесь с нашей библиотекой солнечной энергии для получения дополнительной информации о том, как интегрировать солнечные панели в вашу систему лучистого отопления.

Сделай сам по-дружески

Наша открытая прямая система — это простая и элегантная конструкция , в которой используются простые для поиска общие детали. Многие из наших клиентов предпочитают использовать нашу бесплатную помощь в проектировании и устанавливают систему самостоятельно с большой экономией .
Подробнее об установке своими руками здесь.

Соответствует коду

Наши системы соответствуют нормам . Обратитесь к своему техническому специалисту за дополнительной информацией о вашем конкретном приложении, но в целом вот некоторая важная информация:

Сейф

Наша система работает при более низких температурах, чем системы с бойлером , что делает ее более безопасной в установке, использовании и обслуживании.

ВНИМАНИЕ, ОТРИЦАТЕЛЬНОСТЬ

Здесь мы должны отметить, что инновации не всегда приветствуются теми, кто имеет особые интересы в существующем статус-кво. Вы должны учитывать источник, когда оцениваете комментарии тех, кто получает прибыль от продажи котлов. Низкая стоимость и простота не всегда приветствуются. Вы не можете получить прибыль в 5000 долларов из системы за 5000 долларов. Использование водонагревателей в системах лучистого отопления допускается всеми основными нормативами. Не было ни одного случая болезни легионеров, приписываемой открытой прямой системе.

Не позволяйте лжи недовольных конкурентов лишить вас того, на что вы имеете право.

Щелкните здесь, чтобы получить дополнительную информацию об открытой системе прямого излучения Radiantec .

(обогрев осуществляется косвенно через теплообменник)

Когда требуется теплый пол, горячая вода перекачивается в теплообменник, где тепло передается теплоносителю на другой стороне. В то же время включается насос (-ы) зоны подогрева пола и направляет теплоноситель туда, где он нужен.

Теплообменник отделяет теплоноситель от источника питьевой воды. Это позволяет использовать непитьевой теплоноситель (например, антифриз). Эти системы лучистого отопления

Щелкните здесь, чтобы узнать больше о косвенной системе Radiantec.

(Эта «традиционная» система использует бойлер или водонагреватель для нагрева воды)

Закрытые системы лучистого отопления предназначены для бойлера или водонагревателя исключительно для отопления помещений .Затем вода (или гликоль) циркулирует по трубам излучающего пола. Когда используется бойлер, этот знакомый и традиционный подход хорошо принят чиновниками строительного кодекса.

Щелкните здесь, чтобы получить дополнительную информацию о закрытой системе Radiantec

Radiantec поддерживает использование солнечной энергии везде, где это возможно, и отмечает, что эффективность использования солнечной энергии значительно улучшилась за последние несколько лет. На следующем рисунке представлена ​​солнечная система для горячего водоснабжения, которая особенно подходит для систем лучистого отопления.

Для получения дополнительной информации о нашей технологии солнечного отопления посетите сайт www.radiantsolar.com

Если вы видите слова и выражения, с которыми вы не знакомы, обратитесь к этому разделу.

Понимание значений следующих фраз облегчит понимание параметров вашей системы отопления.

КОТЛ
Котел — это нагревательное устройство, которое спроектировано для производства очень горячей воды (до 250 градусов по Фаренгейту под давлением) для радиаторов и плинтусов.Многие котлы плохо работают при более низких температурах, и для их регулировки может потребоваться дорогостоящее управление.

БЫТОВЫЙ НАГРЕВАТЕЛЬ ГОРЯЧЕЙ ВОДЫ
Бытовой водонагреватель вырабатывает воду умеренной температуры , и обычно имеется накопительный бак. Существует потенциал для более высокой эффективности водонагревателя из-за более низкой рабочей температуры и более низкой температуры выхлопных газов, но многие водонагреватели низкого уровня не используют этот потенциал.

ТЕПЛООБМЕННИК
Теплообменник — это устройство, которое передает тепло от одной жидкости к другой без смешивания жидкостей.Типичное использование — хранить питьевую горячую воду отдельно от котловой жидкости.

ЗАКРЫТАЯ СИСТЕМА
Закрытая система отопления изолирована от окружающей среды, и ее теплоноситель заменяется только для обслуживания.

ОТКРЫТАЯ СИСТЕМА
Открытая система — это система, открытая для атмосферы или система, в которой часто заменяется теплоноситель. Бытовой водонагреватель — это открытая система, потому что нагретая жидкость постоянно меняется. Открытые системы требуют разного оборудования и материалов.

ПИТЬЕВЫЕ
Питьевые средства, пригодные для питья.

ПРЯМАЯ СИСТЕМА
Прямая система использует одну и ту же воду для отопления и горячего водоснабжения для мытья посуды, стирки, принятия душа и т. Д. Между ними нет разделения.

НЕПРЯМАЯ СИСТЕМА
Непрямая система — это система, в которой тепло от нагревательного блока проходит через теплообменник, прежде чем попадет в трубы напольного отопления.

Как интеллектуальные продукты с подключением к сети меняют конкуренцию

Информационные технологии революционизируют продукцию.Когда-то состоявшие исключительно из механических и электрических частей, продукты превратились в сложные системы, сочетающие в себе оборудование, датчики, хранилище данных, микропроцессоры, программное обеспечение и возможности подключения множеством способов. Эти «умные, подключаемые продукты», ставшие возможными благодаря значительному повышению вычислительной мощности и миниатюризации устройств, а также сетевым преимуществам повсеместного беспроводного подключения, открыли новую эру конкуренции.

Интеллектуальные подключаемые продукты предлагают экспоненциально расширяющиеся возможности для новых функций, гораздо большей надежности, гораздо более высокого использования продукта и возможностей, которые выходят за рамки традиционных продуктов.Изменяющийся характер продуктов также нарушает цепочки создания стоимости, вынуждая компании переосмысливать и переоснащать практически все, что они делают внутри компании.

Дополнительная литература

Эти новые типы продуктов меняют структуру отрасли и характер конкуренции, подвергая компании новым конкурентным возможностям и угрозам. Они меняют границы отрасли и создают совершенно новые отрасли. Во многих компаниях умные, подключенные к сети продукты вызывают фундаментальный вопрос: «В чем я занимаюсь?»

Умные, подключенные продукты открывают новый набор стратегических решений, связанных с тем, как создается и фиксируется ценность, как используется и управляется огромное количество новых (и конфиденциальных) данных, которые они генерируют, как переопределяются отношения с традиционными деловыми партнерами, такими как каналы , и какую роль компании должны играть по мере расширения границ отрасли.

Фраза «Интернет вещей» возникла, чтобы отразить растущее число умных, подключенных к сети продуктов и подчеркнуть новые возможности, которые они могут предоставить. Однако эта фраза не очень помогает понять феномен или его последствия. Интернет, будь то люди или вещи, — это просто механизм для передачи информации. Принципиально разные интеллектуальные, подключенные к Интернету продукты делает не Интернет, а меняющийся характер «вещей». Именно расширенные возможности интеллектуальных, подключенных к сети продуктов и генерируемые ими данные открывают новую эру конкуренции.Компании должны смотреть не только на технологии, но и на происходящие конкурентные преобразования. Эта статья и сопутствующий материал, который вскоре будет опубликован в HBR, будут анализировать революцию умных, подключенных продуктов и исследовать ее стратегические и операционные последствия.

Третья волна конкуренции, ориентированной на ИТ

Дважды за последние 50 лет информационные технологии радикально меняли конкуренцию и стратегию; сейчас мы стоим на пороге третьей трансформации.До появления современных информационных технологий продукты были механическими, а действия в цепочке создания стоимости выполнялись вручную, с использованием бумажных документов и устного общения. Первая волна ИТ, в течение 1960-х и 1970-х годов, автоматизировала отдельные действия в цепочке создания стоимости, от обработки заказов и оплаты счетов до автоматизированного проектирования и планирования производственных ресурсов. (См. «Как информация дает вам конкурентное преимущество», Майкл Портер и Виктор Миллар, HBR, июль 1985 г.) Продуктивность деятельности резко возросла, отчасти потому, что огромное количество новых данных можно было собирать и анализировать по каждому виду деятельности.Это привело к стандартизации процессов в компаниях и поставило перед компаниями дилемму о том, как получить операционные преимущества ИТ, сохраняя при этом отличительные стратегии.

Рост Интернета с его недорогим и повсеместным подключением спровоцировал вторую волну трансформации, основанной на ИТ, в 1980-х и 1990-х годах (см. «Стратегия и Интернет» Майкла Портера, HBR, март 2001 г.). Это обеспечило координацию и интеграцию отдельных видов деятельности; с внешними поставщиками, каналами и клиентами; и по всей географии.Это позволило фирмам, например, тесно интегрировать глобально распределенные цепочки поставок.

Первые две волны привели к огромному росту производительности и росту экономики. Однако в то время как производственно-сбытовая цепочка была трансформирована, сами продукты в значительной степени не пострадали.

Сейчас, в третьей волне, ИТ становятся неотъемлемой частью самого продукта. Встроенные датчики, процессоры, программное обеспечение и возможности подключения к продуктам (по сути, компьютеры помещаются внутрь продуктов) в сочетании с облаком продуктов, в котором хранятся и анализируются данные о продуктах и ​​выполняются некоторые приложения, способствуют значительному улучшению функциональности продуктов и представление.Огромные объемы данных об использовании новых продуктов позволяют многие из этих улучшений.

Еще один скачок производительности в экономике будет вызван этими новыми и более совершенными продуктами. Кроме того, их производство снова изменит цепочку создания стоимости, изменив дизайн продукта, маркетинг, производство и послепродажное обслуживание, а также создав потребность в новых действиях, таких как анализ данных о продукте и безопасность. Это вызовет новую волну повышения производительности на основе производственно-сбытовой цепочки.Таким образом, третья волна трансформации, основанной на ИТ, потенциально может стать самой крупной на сегодняшний день, вызвав еще больше инноваций, повышения производительности и экономического роста, чем предыдущие две.

Некоторые считают, что Интернет вещей «меняет все», но это опасное упрощение. Как и сам Интернет, интеллектуальные, подключенные к Интернету продукты отражают совершенно новый набор появившихся технологических возможностей. Но правила конкуренции и конкурентного преимущества остаются прежними.Чтобы ориентироваться в мире умных, подключенных к Интернету продуктов, компании должны понимать эти правила лучше, чем когда-либо.

Что такое умные подключенные продукты?

Интеллектуальные подключенные продукты состоят из трех основных элементов: физических компонентов, «интеллектуальных» компонентов и компонентов подключения. Интеллектуальные компоненты увеличивают возможности и ценность физических компонентов, в то время как возможность подключения увеличивает возможности и ценность интеллектуальных компонентов и позволяет некоторым из них существовать вне самого физического продукта.В результате получается эффективный цикл повышения ценности.

Некоторые считают, что Интернет вещей «меняет все», но это опасное упрощение.

Физические компоненты включают механическую и электрическую части продукта. Например, в автомобиле это блок двигателя, шины и аккумуляторы.

Компоненты Smart включают датчики, микропроцессоры, хранилище данных, элементы управления, программное обеспечение и, как правило, встроенную операционную систему и улучшенный пользовательский интерфейс.Например, в автомобиле интеллектуальные компоненты включают блок управления двигателем, антиблокировочную тормозную систему, чувствительные к дождю ветровые стекла с автоматическими дворниками и сенсорные дисплеи. Во многих продуктах программное обеспечение заменяет некоторые аппаратные компоненты или позволяет одному физическому устройству работать на различных уровнях.

Возможности подключения Компоненты включают порты, антенны и протоколы, обеспечивающие проводное или беспроводное соединение с продуктом. Связь принимает три формы, которые могут присутствовать вместе:

• Один к одному: отдельный продукт подключается к пользователю, производителю или другому продукту через порт или другой интерфейс — например, когда автомобиль подключен к диагностическому устройству.

• «Один ко многим»: центральная система постоянно или периодически подключена ко многим продуктам одновременно. Например, многие автомобили Tesla подключены к единой системе производителя, которая отслеживает производительность и выполняет удаленное обслуживание и обновления.

• Многие-ко-многим: несколько продуктов подключаются ко многим другим типам продуктов и часто также к внешним источникам данных. Множество типов сельскохозяйственного оборудования связаны друг с другом и с данными геолокации, чтобы координировать и оптимизировать систему фермы.Например, автоматические культиваторы вносят азотные удобрения на точную глубину и через определенные промежутки времени, а сеялки следуют за ними, помещая семена кукурузы непосредственно в удобренную почву.

Связь служит двойной цели. Во-первых, он позволяет обмениваться информацией между продуктом и его операционной средой, его производителем, его пользователями и другими продуктами и системами. Во-вторых, возможность подключения позволяет некоторым функциям продукта существовать вне физического устройства, в так называемом облаке продуктов.Например, в новой системе Wi-Fi Bose приложение для смартфонов, работающее в облаке продуктов, передает музыку в систему из Интернета. Для достижения высокого уровня функциональности необходимы все три типа подключения.

Интеллектуальные подключенные продукты появляются во всех производственных секторах. В тяжелой технике технология PORT от Schindler сокращает время ожидания лифта на целых 50% за счет прогнозирования структуры спроса на лифты, расчета самого быстрого времени до места назначения и назначения соответствующего лифта для быстрого перемещения пассажиров.В энергетическом секторе технология интеллектуальных сетей АББ позволяет коммунальным предприятиям анализировать огромные объемы данных в режиме реального времени по широкому спектру генерирующего, трансформирующего и распределительного оборудования (производимого АББ и др.), Например изменения температуры трансформаторов и вторичные подстанции. Это предупреждает центры управления коммунальными службами о возможных условиях перегрузки, позволяя вносить корректировки, которые могут предотвратить отключение электроэнергии до того, как они возникнут. В потребительских товарах потолочные вентиляторы Big Ass автоматически распознают и включаются, когда человек входит в комнату, регулируют скорость на основе температуры и влажности, распознают индивидуальные предпочтения пользователя и регулируют соответственно.

Дополнительная литература

• Цифровая вездесущность

  Технологии и операции
  Характерная черта

  • Марко Янсити и Карим Р. Лахани

  Как соединения, датчики и данные революционизируют бизнес.

Почему именно сейчас? Множество инноваций в технологическом ландшафте объединились, чтобы сделать интеллектуальные, связанные продукты технически и экономически осуществимыми.К ним относятся прорыв в производительности, миниатюризация и энергоэффективность датчиков и батарей; очень компактные и недорогие вычислительные мощности для обработки и хранения данных, которые делают возможным размещение компьютеров внутри продуктов; дешевые порты подключения и повсеместная недорогая беспроводная связь; инструменты, позволяющие быстро разрабатывать программное обеспечение; аналитика больших данных; и новая система интернет-регистрации IPv6, открывающая 340 триллионов триллионов триллионов потенциальных новых интернет-адресов для отдельных устройств с протоколами, которые поддерживают большую безопасность, упрощают передачу обслуживания при перемещении устройств по сети и позволяют устройствам запрашивать адреса автономно без необходимости в ИТ-поддержке.

Интеллектуальные подключенные продукты требуют, чтобы компании создавали совершенно новую технологическую инфраструктуру, состоящую из ряда уровней, известных как «стек технологий» (см. Выставку «Стек новых технологий»). Это включает модифицированное оборудование, программные приложения и операционную систему, встроенную в сам продукт; сетевые коммуникации для поддержки связи; и облако продуктов (программное обеспечение, работающее на сервере производителя или стороннего производителя), содержащее базу данных данных о продукте, платформу для создания приложений программного обеспечения, механизм правил и платформу аналитики, а также приложения для интеллектуальных продуктов, которые не встроены в продукт.На всех уровнях пересекаются структура идентификации и безопасности, шлюз для доступа к внешним данным и инструменты, которые соединяют данные из интеллектуальных подключенных продуктов с другими бизнес-системами (например, системами ERP и CRM).

Эта технология позволяет не только быстро разрабатывать и использовать приложения продукта, но и собирать, анализировать и совместно использовать потенциально огромные объемы продольных данных, генерируемых внутри и вне продуктов, которые никогда не были доступны ранее.Создание и поддержка технологического стека для умных, подключенных к сети продуктов требует значительных инвестиций и ряда новых навыков, таких как разработка программного обеспечения, системная инженерия, анализ данных и опыт онлайн-безопасности, которые редко встречаются в производственных компаниях.

Что могут умные подключенные продукты?

Intelligence и возможности подключения обеспечивают совершенно новый набор функций и возможностей продукта, которые можно сгруппировать в четыре области: мониторинг, управление, оптимизация и автономность.Продукт потенциально может включать все четыре (см. Выставку «Возможности интеллектуальных подключенных продуктов»). Каждая способность ценна сама по себе, а также создает основу для следующего уровня. Например, возможности мониторинга являются основой для управления продуктом, оптимизации и автономности. Компания должна выбрать набор возможностей, которые обеспечивают ее потребительскую ценность и определяют ее конкурентное позиционирование.

Мониторинг.

Интеллектуальные подключенные продукты позволяют осуществлять всесторонний мониторинг состояния, работы и внешней среды продукта с помощью датчиков и внешних источников данных.Используя данные, продукт может предупреждать пользователей или других об изменениях в обстоятельствах или производительности. Мониторинг также позволяет компаниям и клиентам отслеживать эксплуатационные характеристики и историю продукта, а также лучше понимать, как продукт фактически используется. Эти данные имеют важное значение для проектирования (например, за счет сокращения чрезмерного проектирования), сегментации рынка (посредством анализа моделей использования по типам клиентов) и послепродажного обслуживания (позволяя направить нужного техника с нужной частью, таким образом повышение частоты исправлений в первый раз).Данные мониторинга могут также выявить проблемы с соблюдением гарантийных обязательств, а также новые возможности продаж, такие как необходимость в дополнительных мощностях продукта из-за высокой загрузки.

В некоторых случаях, например, в случае с медицинскими приборами, мониторинг является основным элементом создания стоимости. Цифровой глюкометр Medtronic использует датчик, вставленный под кожу пациента, для измерения уровня глюкозы в тканевой жидкости и подключается по беспроводной сети к устройству, которое предупреждает пациентов и врачей за 30 минут до того, как пациент достигнет порогового уровня глюкозы в крови, что позволяет проводить соответствующую терапию. корректировки.

Возможности мониторинга могут охватывать несколько продуктов на разных расстояниях. Joy Global, ведущий производитель горнодобывающего оборудования, отслеживает условия эксплуатации, параметры безопасности и прогнозные индикаторы обслуживания для всего парка оборудования далеко под землей. Joy также отслеживает рабочие параметры на нескольких рудниках в разных странах для целей сравнительного анализа.

Контроль.

Умными подключенными продуктами можно управлять с помощью удаленных команд или алгоритмов, которые встроены в устройство или хранятся в облаке продуктов.Алгоритмы — это правила, которые предписывают продукту реагировать на указанные изменения в его состоянии или окружающей среде (например, «если давление становится слишком высоким, выключите клапан» или «когда движение в гараже достигнет определенного уровня, включите верхнее освещение. включен или выключен »).

Управление с помощью программного обеспечения, встроенного в продукт или в облако, позволяет настраивать производительность продукта до такой степени, которая ранее была экономически невыгодной или часто даже невозможной. Эта же технология также позволяет пользователям контролировать и персонализировать свое взаимодействие с продуктом множеством новых способов.Например, пользователи могут регулировать оттенок лампочек Philips Lighting с помощью смартфона, включать и выключать их, запрограммировать мигание красным цветом при обнаружении злоумышленника или медленно приглушать их ночью. Doorbot, интеллектуальный подключенный дверной звонок и замок, позволяет клиентам предоставлять посетителям доступ к дому удаленно после проверки их на своих смартфонах.

Оптимизация.

Обширный поток данных мониторинга от интеллектуальных, подключенных к сети продуктов, в сочетании с возможностью контроля работы продукта, позволяет компаниям оптимизировать производительность продукта множеством способов, многие из которых ранее были невозможны.Интеллектуальные подключенные продукты могут применять алгоритмы и аналитику к используемым или историческим данным, чтобы значительно улучшить производительность, использование и эффективность. В ветряных турбинах, например, локальный микроконтроллер может регулировать каждую лопасть на каждом обороте для захвата максимальной энергии ветра. Каждую турбину можно отрегулировать так, чтобы не только улучшить ее работу, но и минимизировать ее влияние на эффективность находящихся поблизости.

Данные мониторинга в режиме реального времени и возможности управления продуктом позволяют компаниям оптимизировать обслуживание, выполняя профилактическое обслуживание при неизбежном отказе и выполняя ремонт удаленно, тем самым сокращая время простоя продукта и уменьшая потребность в командировке ремонтного персонала.Даже когда требуется ремонт на месте, предварительная информация о том, что сломано, какие детали необходимы и как выполнить исправление, снижает затраты на обслуживание и повышает частоту исправлений с первого раза. Diebold, например, контролирует многие из своих банкоматов на предмет первых признаков неисправности. После оценки состояния неисправного банкомата, машина ремонтируется удаленно, если это возможно, или компания направляет специалиста, которому была предоставлена ​​подробная диагностика проблемы, рекомендованный процесс ремонта и, часто, необходимые детали.Наконец, как и многие интеллектуальные продукты с подключением к сети, банкоматы Diebold могут быть обновлены, когда в них появятся новые функции. Часто это может происходить удаленно, с помощью программного обеспечения.

Автономность.

Сочетание возможностей мониторинга, управления и оптимизации позволяет интеллектуальным подключенным продуктам достичь ранее недостижимого уровня автономности. На самом простом уровне это автономная работа продукта, такая как iRobot Roomba, пылесос, который использует датчики и программное обеспечение для сканирования и мытья полов в комнатах с разной планировкой.Более сложные продукты могут узнавать об окружающей среде, самостоятельно диагностировать свои потребности в услугах и адаптироваться к предпочтениям пользователей. Автономность может не только снизить потребность в операторах, но и повысить безопасность в опасных условиях и облегчить работу в удаленных местах.

Автономные продукты также могут работать в координации с другими продуктами и системами. Ценность этих возможностей может расти в геометрической прогрессии по мере того, как подключаются все больше и больше продуктов. Например, энергоэффективность электрической сети увеличивается по мере подключения большего количества интеллектуальных счетчиков, что позволяет коммунальному предприятию получать представление о структуре спроса и реагировать на нее с течением времени.

В конечном итоге продукты могут функционировать полностью автономно, применяя алгоритмы, использующие данные об их производительности и их среде, включая активность других продуктов в системе, и используя их способность взаимодействовать с другими продуктами. Люди-операторы просто контролируют работу или наблюдают за флотом или системой, а не за отдельными единицами. Например, система разработки длинных забоев Joy Global может работать автономно далеко под землей под контролем центра управления шахтами на поверхности.Оборудование постоянно контролируется на предмет работоспособности и неисправностей, а технические специалисты отправляются под землю для решения проблем, требующих вмешательства человека.

Изменение структуры отрасли

Чтобы понять влияние умных, подключенных к сети продуктов на отраслевую конкуренцию и прибыльность, мы должны изучить их влияние на отраслевую структуру. В любой отрасли конкуренция определяется пятью конкурентными силами: рыночной силой покупателей, характером и интенсивностью соперничества между существующими конкурентами, угрозой появления новых участников, угрозой замены товаров или услуг и рыночной властью поставщиков.Состав и сила этих сил в совокупности определяют характер отраслевой конкуренции и среднюю прибыльность существующих конкурентов. Структура отрасли меняется, когда новые технологии, потребности клиентов или другие факторы изменяют эти пять сил. Умные, подключенные к Интернету продукты существенно повлияют на структуру во многих отраслях, как и предыдущая волна интернет-технологий. Эффект будет наибольшим в обрабатывающей промышленности.

Торговая сила покупателей.

Интеллектуальные, подключенные к сети продукты резко расширяют возможности дифференциации продуктов, уводя конкуренцию только от цены. Знание того, как клиенты на самом деле используют продукты, расширяет возможности компании по сегментации клиентов, настройке продуктов, установлению цен для лучшего отражения ценности и расширению услуг с добавленной стоимостью. Умные, подключенные к сети продукты также позволяют компаниям наладить более тесные отношения с клиентами. За счет сбора обширных исторических данных и данных об использовании продукта затраты покупателей на переход к новому поставщику возрастают.Кроме того, интеллектуальные, подключенные к сети продукты позволяют фирмам уменьшить свою зависимость от партнеров по сбыту или обслуживанию или даже избавиться от них, тем самым получая больше прибыли. Все это служит для смягчения или уменьшения переговорной позиции покупателей.

Например,

GE Aviation теперь может предоставлять больше услуг конечным пользователям напрямую — шаг, который увеличивает ее возможности по сравнению с непосредственными клиентами, производителями планеров. Например, информация, собранная с сотен датчиков двигателя, позволяет GE и авиакомпаниям оптимизировать работу двигателя, выявляя расхождения между ожидаемыми и фактическими характеристиками.Например, проведенный GE анализ данных об использовании топлива позволил итальянской авиакомпании Alitalia выявить изменения в процедурах полета, такие как положение закрылков во время посадки, что привело к сокращению расхода топлива. Глубокие отношения GE с авиакомпаниями помогают улучшить их дифференциацию с ними, одновременно улучшая ее влияние на производителей планеров.

Тем не менее, умные, подключенные к сети продукты могут повысить покупательскую способность, давая покупателям лучшее понимание истинных характеристик продукта, позволяя им сравнивать одного производителя с другим.Покупатели также могут обнаружить, что наличие доступа к данным об использовании продуктов может снизить их зависимость от производителя за советом и поддержкой. Наконец, по сравнению с моделями владения, бизнес-модели «продукт как услуга» или услуги по совместному использованию продуктов (обсуждаемые ниже) могут увеличить влияние покупателей за счет снижения затрат на переход к новому производителю.

Соперничество между конкурентами.

Интеллектуальные продукты с подключением к сети могут изменить конкуренцию, открывая множество новых возможностей для дифференциации и предоставления дополнительных услуг.Эти продукты также позволяют фирмам адаптировать предложения к более конкретным сегментам рынка и даже настраивать продукты для отдельных клиентов, дополнительно увеличивая дифференциацию и реализацию цен.

Интеллектуальные подключенные продукты также создают возможности для расширения ценностного предложения за пределы продуктов как таковых, включая ценные данные и расширенные предложения услуг. Babolat, например, производит теннисные ракетки и сопутствующее оборудование уже 140 лет. Благодаря своей новой системе Babolat Play Pure Drive, которая помещает датчики и возможности подключения в рукоятку ракетки, компания теперь предлагает услугу, которая помогает игрокам улучшить свою игру за счет отслеживания и анализа скорости мяча, вращения и местоположения удара, передаваемых через смартфон. заявление.

Этот сдвиг конкуренции от цены компенсируется смещением структуры затрат на интеллектуальные, подключенные продукты в сторону более высоких постоянных затрат и более низких переменных затрат. Это связано с более высокими первоначальными затратами на разработку программного обеспечения, более сложным дизайном продукта и высокими фиксированными затратами на разработку технологического стека, включая надежную связь, надежное хранилище данных, аналитику и безопасность (см. Снова выставку «Новый технологический стек» ). Отрасли с высокой структурой фиксированных затрат уязвимы для ценового давления, поскольку фирмы стремятся распределить свои фиксированные затраты на большее количество проданных единиц.

Огромное расширение возможностей интеллектуальных подключенных продуктов может также склонить компании к участию в гонке вооружений по функциям и функциям с конкурентами и отказу от слишком большого количества улучшенных характеристик продукта — динамика, которая увеличивает затраты и снижает прибыльность отрасли.

Наконец, конкуренция между конкурентами также может возрасти по мере того, как интеллектуальные, подключенные к сети продукты становятся частью более широких продуктовых систем, и эту тенденцию мы обсудим далее. Например, производители домашнего освещения, аудиовизуального развлекательного оборудования и систем климат-контроля исторически не конкурировали друг с другом.Тем не менее, каждый из них сейчас борется за место в развивающемся «подключенном доме», который интегрирует и добавляет интеллектуальности широкому спектру домашних продуктов.

Угроза новых участников.

Новые участники интеллектуального, подключенного мира сталкиваются с новыми серьезными препятствиями, начиная с высоких фиксированных затрат на более сложный дизайн продукта, встроенные технологии и многоуровневую новую ИТ-инфраструктуру. Например, химический анализатор TruDefender FTi компании Thermo Fisher добавил возможность подключения к продукту, который уже имел интеллектуальную функциональность, чтобы обеспечить возможность передачи данных химического анализа из опасных сред пользователям и смягчения последствий, не дожидаясь дезактивации машины и персонала.Компании Thermo Fisher требовалось создать полное облако продуктов для безопасного сбора, анализа и хранения данных о продуктах и ​​их распространения как внутри компании, так и среди клиентов, что было серьезным мероприятием.

Умные подключенные продукты в конечном итоге могут работать полностью автономно. Люди-операторы просто следят за работой или наблюдают за парком или системой, а не за отдельными единицами.

Расширение определений продукта может повысить барьеры для участников рынка. Биотроник, производитель медицинского оборудования, первоначально производил автономные кардиостимуляторы, инсулиновые помпы и другие устройства.Теперь он предлагает интеллектуальные подключенные устройства, такие как домашняя система мониторинга здоровья, которая включает в себя центр обработки данных, который позволяет врачам удаленно контролировать устройства своих пациентов и их клинический статус.

Барьеры для входа также возрастают, когда гибкие операторы извлекают выгоду из первопроходцев, собирая и накапливая данные о продуктах и ​​используя их для улучшения продуктов и услуг, а также для переосмысления послепродажного обслуживания. Умные, подключенные к Интернету продукты могут также повысить лояльность покупателей и затраты на переход, что еще больше повысит барьеры для входа на рынок.

Барьеры для выхода на рынок, однако, снижаются, когда умные, подключенные продукты «перепрыгивают» или сводят на нет сильные стороны и активы традиционных операторов. Более того, традиционные операторы могут не решаться полностью использовать возможности интеллектуальных, подключенных к сети продуктов, предпочитая защищать сильные стороны аппаратного обеспечения и прибыльный унаследованный бизнес по запчастям и обслуживанию. Это открывает двери для новых конкурентов, таких как «беспродуктовая» компания OnFarm, которая успешно конкурирует с производителями традиционного сельскохозяйственного оборудования, предоставляя услуги фермерам путем сбора данных о различных типах сельскохозяйственного оборудования, чтобы помочь производителям принимать более обоснованные решения, избегая необходимости вообще быть производителем оборудования.В области домашней автоматизации Crestron, поставщик интеграционных решений, предлагает сложные специализированные домашние системы с богатым пользовательским интерфейсом. Производственные компании также сталкиваются с проблемами со стороны других нетрадиционных конкурентов, таких как Apple, которая недавно внедрила более простой подход к управлению подключенным домом на основе смартфонов.

Угроза замены.

Интеллектуальные, подключаемые продукты могут предложить превосходную производительность, индивидуальную настройку и потребительскую ценность по сравнению с традиционными продуктами-заменителями, уменьшая угрозы замены и улучшая рост отрасли и прибыльность.Однако во многих отраслях интеллектуальные, подключенные продукты создают новые типы угроз замещения, такие как более широкие возможности продукта, которые включают обычные продукты. Например, портативное фитнес-устройство Fitbit, которое собирает несколько типов данных, связанных со здоровьем, включая уровни активности и режим сна, заменяет обычные устройства, такие как часы для бега и шагомеры.

Новые бизнес-модели, основанные на умных подключенных продуктах, могут заменить владение продуктом, снижая общий спрос на продукт.Бизнес-модели «продукт как услуга», например, позволяют пользователям иметь полный доступ к продукту, но платить только за то количество продукта, которое они используют.

Основные сведения

Вариантом продукта как услуги является модель совместного использования. Zipcar, например, предоставляет клиентам доступ к автомобилям в режиме реального времени, когда и где они им нужны. Это заменяет владение автомобилем и побудило традиционных автопроизводителей выйти на рынок каршеринга с такими предложениями, как RelayRides от GM, DriveNow от BMW и Dash от Toyota.

Другой пример — общие велосипедные системы, которые появляются во все большем количестве городов. Приложение для смартфона показывает расположение док-станций, где можно забрать и вернуть велосипеды, а за пользователями наблюдают и взимают плату за время, в течение которого они используют велосипеды. Очевидно, что совместное использование уменьшит потребность городских жителей в владении велосипедами, но может побудить большее количество жителей использовать велосипеды, поскольку им не нужно покупать и хранить их. Удобные общие велосипеды заменят не только покупные велосипеды, но, возможно, автомобили и другие виды городского транспорта.Умные подключенные возможности делают возможной такую ​​замену полной собственности.

Сила поставщиков на переговорах.

Умные, подключенные к Интернету продукты меняют традиционные отношения с поставщиками и перераспределяют переговорные позиции. Поскольку интеллектуальные компоненты продуктов и их возможности подключения обеспечивают большую ценность по сравнению с физическими компонентами, физические компоненты со временем могут быть превращены в товар или даже заменены программным обеспечением. Программное обеспечение также снижает потребность в физической адаптации и, следовательно, уменьшает количество разновидностей физических компонентов.Роль традиционных поставщиков в общей стоимости продукции часто снижается, а их рыночная сила падает.

Однако интеллектуальные, подключенные продукты часто представляют новых мощных поставщиков, которые производителям никогда не были нужны раньше: поставщики датчиков, программного обеспечения, средств связи, встроенных операционных систем, хранилищ данных, аналитики и других компонентов технологического стека. Некоторые из них, такие как Google, Apple и AT&T, являются гигантами в своих отраслях. У них есть таланты и возможности, в которых большинство производственных компаний исторически не нуждалось, но которые становятся важными для дифференциации продукции и ее стоимости.Торговая сила этих новых поставщиков может быть высокой, что позволяет им получать большую долю от общей стоимости продукции и снижать прибыльность производителей.

Хорошим примером этих новых типов поставщиков является Открытый автомобильный альянс, в котором General Motors, Honda, Audi и Hyundai недавно объединили свои усилия, чтобы использовать операционную систему Google Android для своих автомобилей. Автопроизводителям не хватало специализированных возможностей, необходимых для разработки надежной встраиваемой операционной системы, которая обеспечивала бы отличный пользовательский интерфейс и позволяла бы экосистеме разработчиков создавать приложения.Традиционное влияние автопроизводителей по сравнению с поставщиками значительно снижается за счет таких поставщиков, как Google, которые обладают не только значительными ресурсами и опытом, но и сильными потребительскими брендами и многочисленными соответствующими приложениями (например, потребители могут предпочесть автомобиль, который может синхронизироваться со своим смартфоном, музыкой , и приложения).

Новые поставщики технологического стека для умных, подключенных к сети продуктов также могут получить больше преимуществ, учитывая их отношения с конечными пользователями и доступ к данным об использовании продуктов.По мере того как поставщики собирают данные об использовании продуктов от конечных пользователей, они также могут предоставлять им новые услуги, как это сделала GE с Alitalia.

Границы новой отрасли и системы систем

Мощные возможности интеллектуальных сетевых продуктов не только меняют конкуренцию внутри отрасли, но и могут расширить само определение отрасли. Конкурентные границы отрасли расширяются, чтобы охватить набор связанных продуктов, которые вместе удовлетворяют более широкую основную потребность.Функции одного продукта оптимизированы с другими сопутствующими продуктами. Например, интеграция интеллектуального, подключенного к сети сельскохозяйственного оборудования, такого как тракторы, культиваторы и сеялки, может повысить общую производительность оборудования.

Таким образом, основа конкуренции смещается от функциональности отдельного продукта к характеристикам более широкой продуктовой системы, в которой фирма является лишь одним действующим лицом. Теперь производитель может предложить пакет подключенного оборудования и сопутствующих услуг, оптимизирующих общие результаты.Таким образом, в примере с фермерским хозяйством отрасль расширяется от производства тракторов до оптимизации сельскохозяйственного оборудования. В горнодобывающей промышленности Joy Global перешла от оптимизации производительности отдельных единиц горнодобывающего оборудования к оптимизации всего парка оборудования, развернутого на руднике. Границы отрасли расширяются от отдельных типов горных машин до систем горнодобывающего оборудования.

, однако, все больше и больше границы отрасли расширяются даже за пределы продуктовых систем до систем систем, то есть набора разрозненных продуктовых систем, а также связанной внешней информации, которую можно координировать и оптимизировать, например, умное здание, умный дом и т. Д. или умный город.John Deere и AGCO, например, начинают связывать не только сельскохозяйственную технику, но и оросительные системы, почву и источники питательных веществ с информацией о погоде, ценах на урожай и товарных фьючерсах, чтобы оптимизировать общую производительность фермы. Умные дома, которые включают в себя множество продуктовых систем, включая освещение, HVAC, развлечения и безопасность, являются еще одним примером. Компании, продукты и конструкции которых оказывают наибольшее влияние на общую производительность системы, будут в лучшем положении для управления этим процессом и получения непропорциональной стоимости.

Некоторые компании, такие как John Deere, AGCO и Joy Global, намеренно стремятся расширить и переопределить свои отрасли. Другие могут оказаться под угрозой из-за этого развития, которое создает новых конкурентов, новые основы для конкуренции и потребность в совершенно новых и более широких возможностях. Компании, которые не могут адаптироваться, могут столкнуться с тем, что их традиционные продукты превращаются в товар, или же им может быть отведена роль OEM-поставщиков под контролем системных интеграторов.

Чистое влияние интеллектуальных сетевых продуктов на структуру отрасли будет варьироваться в зависимости от отрасли, но некоторые тенденции кажутся очевидными.Во-первых, растущие барьеры для входа в рынок в сочетании с преимуществами первопроходца, вытекающими из заблаговременного накопления и анализа данных об использовании продуктов, позволяют предположить, что многие отрасли могут подвергнуться консолидации.

Во-вторых, давление консолидации усилится в отраслях, границы которых расширяются. В таких случаях производителям одного продукта будет сложно конкурировать с многопродуктовыми компаниями, которые могут оптимизировать характеристики продукта в более широких системах. В-третьих, вероятно появление важных новых участников, поскольку компании, не обремененные устаревшими определениями продуктов и укоренившимися способами конкуренции и не имеющие исторических пулов прибыли, которые нужно защищать, воспользуются возможностями для использования всего потенциала умных, связанных продуктов для создания ценности.Некоторые из этих стратегий будут «без продукта», то есть система, соединяющая продукты, будет основным преимуществом, а не сами продукты.

Умные, подключаемые продукты и конкурентные преимущества

Как компании могут достичь устойчивого конкурентного преимущества в меняющейся структуре отрасли? Основные принципы стратегии остаются в силе. Для достижения конкурентного преимущества компания должна иметь возможность дифференцировать себя и, таким образом, иметь более высокую цену, работать с меньшими затратами, чем ее конкуренты, или и то, и другое.Это обеспечивает превосходную прибыльность и рост по сравнению со средним показателем по отрасли.

Основой конкурентного преимущества является операционная эффективность (OE). OE требует использования передового опыта по всей цепочке создания стоимости, включая современные технологии производства продуктов, новейшее производственное оборудование и современные методы продаж, ИТ-решения и подходы к управлению цепочкой поставок.

OE — это настольные ставки конкурса. Если компания неэффективна в операционной деятельности и постоянно внедряет новые передовые методы, она будет отставать от конкурентов по стоимости и качеству.И все же OE редко является источником устойчивого преимущества, потому что конкуренты будут применять одни и те же передовые методы и наверстывать упущенное.

Чтобы выйти за рамки оригинального оборудования, компания должна определить четкое стратегическое позиционирование. В то время как операционная эффективность заключается в том, чтобы делать вещи хорошо, стратегическое позиционирование заключается в том, чтобы действовать по-другому. Компания должна выбрать, как она будет предоставлять уникальную ценность для группы клиентов, которых она выбирает для обслуживания. Стратегия требует компромиссов: решать не только, что делать, но и чего не делать.

Интеллектуальные подключенные продукты определяют новый стандарт операционной эффективности, значительно поднимая планку передовых практик. Каждой производственной компании придется решить, как включить интеллектуальные, подключенные возможности в свои продукты. Но страдает не только сам продукт. Как мы обсуждали ранее, переход к интеллектуальным, подключенным к сети продуктам также создает новые передовые методы в цепочке создания стоимости.

Значение умных, подключенных продуктов для цепочки создания стоимости будет подробно обсуждаться во второй статье этой серии (см. Врезку «Диаграмма влияния на конкуренцию»).Здесь мы кратко сосредоточимся на том, как умные, подключенные к сети продукты влияют на дизайн продукта, услуги, маркетинг, человеческие ресурсы и безопасность, поскольку эти изменения внутренней деятельности часто напрямую влияют на выбор стратегии.

Дизайн.

Для интеллектуальных, подключаемых продуктов требуется целый набор новых принципов проектирования, таких как проекты, которые обеспечивают стандартизацию оборудования за счет настройки на основе программного обеспечения, проекты, обеспечивающие персонализацию, проекты, которые включают возможность поддержки текущих обновлений продуктов, и проекты, которые позволяют прогнозировать, расширять , или удаленное обслуживание.Знания в системной инженерии и гибкой разработке программного обеспечения необходимы для интеграции аппаратного обеспечения продукта, электроники, программного обеспечения, операционной системы и компонентов связи — эти знания недостаточно развиты во многих производственных компаниях. Процессы разработки продукта также должны будут быстро и эффективно учитывать более поздние стадии и изменения конструкции после покупки. Компаниям потребуется синхронизировать очень разные «тактовые частоты» разработки аппаратного и программного обеспечения; группа разработчиков программного обеспечения может создать до 10 итераций приложения за время, необходимое для создания одной новой версии оборудования, на котором оно работает.

Послепродажное обслуживание.

Интеллектуальные подключаемые продукты позволяют значительно повысить эффективность профилактического обслуживания и обслуживания. Новые организационные структуры и процессы предоставления услуг необходимы для использования данных о продуктах, которые могут выявить существующие и будущие проблемы и позволить компаниям своевременно, а иногда и удаленно, ремонтировать. Данные об использовании продукта и производительности в режиме реального времени позволяют существенно сократить расходы на отправку на места и значительно повысить эффективность управления запасами запасных частей.Раннее предупреждение о надвигающемся отказе частей или компонентов может уменьшить количество поломок и обеспечить более эффективное планирование обслуживания. Данные об использовании продукта и его производительности могут дать представление о дизайне продукта, чтобы компании могли сократить количество отказов продукта в будущем и снизить потребность в сопутствующем обслуживании. Данные об использовании продукта также могут использоваться для подтверждения претензий по гарантии и выявления нарушений гарантийных соглашений.

В некоторых случаях фирмы могут снизить затраты на обслуживание, заменив физические части на «части программного обеспечения».«Например, стеклянные ЖК-дисплеи кабины пилотов современных самолетов, которые можно отремонтировать или модернизировать с помощью программного обеспечения, заменили электрические и механические шкалы и датчики. Данные об использовании продукции также позволяют фирмам лучше «проектировать для обслуживания», то есть уменьшать сложность или размещение деталей, подверженных поломке, чтобы упростить ремонт. Все эти возможности существенно изменяют сервисную деятельность в цепочке создания стоимости.

Маркетинг.

Интеллектуальные, подключенные к сети продукты позволяют компаниям формировать новые виды отношений с клиентами, что требует новых маркетинговых методов и навыков.По мере того, как компании накапливают и анализируют данные об использовании продуктов, они получают новое представление о том, как продукты создают ценность для клиентов, что позволяет лучше позиционировать предложения и более эффективно сообщать клиентам о ценности продукта. Используя инструменты анализа данных, компании могут сегментировать свои рынки более изощренными способами, адаптировать пакеты продуктов и услуг, которые обеспечивают большую ценность для каждого сегмента, и устанавливать цены на эти пакеты, чтобы получить больше этой ценности. Этот подход работает лучше всего, когда продукты можно быстро и эффективно адаптировать с низкими предельными затратами с помощью программного (в отличие от аппаратного) изменения.Например, если раньше John Deere производил несколько двигателей с разным уровнем мощности для обслуживания различных сегментов клиентов, то теперь он может изменять номинальную мощность одного и того же двигателя, используя только программное обеспечение.

Человеческие ресурсы.

Умные, подключенные к Интернету продукты создают серьезные новые требования к человеческим ресурсам и создают новые проблемы. Наиболее острой из них является необходимость набора новых навыков, многие из которых пользуются большим спросом. Инженерные отделы, традиционно укомплектованные инженерами-механиками, должны добавлять таланты в разработку программного обеспечения, системную инженерию, облака продуктов, аналитику больших данных и другие области.

Безопасность.

Интеллектуальные подключенные продукты создают потребность в надежном управлении безопасностью для защиты данных, передаваемых к продуктам, от них и между ними; защищать продукцию от несанкционированного использования; и безопасный доступ между технологическим стеком продукта и другими корпоративными системами. Для этого потребуются новые процессы аутентификации, безопасное хранение данных о продуктах, защита от хакеров как данных продукта, так и данных клиентов, определение и контроль прав доступа, а также защита самих продуктов от хакеров и несанкционированного использования.

Последствия для стратегии

Путь к конкурентному преимуществу в конечном итоге зависит от стратегии. Наше исследование показывает, что в умном, взаимосвязанном мире компании сталкиваются с 10 новыми стратегическими выборами. Каждый выбор предполагает компромиссы, и каждый должен отражать уникальные обстоятельства компании. Выбор также взаимозависим. Все варианты выбора компании должны подкреплять друг друга и определять последовательное и четкое общее стратегическое позиционирование компании.

1.Какой набор интеллектуальных возможностей и функций подключенных продуктов должна придерживаться компания?

Интеллектуальные подключенные продукты значительно расширяют диапазон потенциальных возможностей и функций продукта. У компаний может возникнуть соблазн добавить как можно больше новых функций, особенно с учетом зачастую низких предельных затрат на добавление большего количества датчиков и новых программных приложений, а также в основном фиксированных затрат на облако продуктов и другую инфраструктуру. Но то, что компания может предложить много новых возможностей, не означает, что их ценность для клиентов превышает их стоимость.А когда компании вступают в гонку вооружений по функциям и возможностям, они в конечном итоге стирают стратегические различия и создают конкуренцию с нулевой суммой.

Как компании следует определять, какие умные, подключенные возможности предложить? Во-первых, он должен решить, какие функции принесут клиентам реальную пользу по сравнению с их стоимостью. В бытовых водонагревателях A.O. Смит разработал возможности для мониторинга и уведомления о неисправностях, но водонагреватели настолько долговечны и надежны, что немногие домохозяйства готовы платить за эти функции достаточно, чтобы оправдать их текущую стоимость.Следовательно, А. Смит предлагает их в качестве опций только для нескольких моделей. Однако в коммерческих водонагревателях и бойлерах такие возможности широко используются. Ценность удаленного мониторинга и эксплуатации для коммерческих клиентов, которые часто не могут работать без тепла и горячей воды, высока по сравнению с их стоимостью, и поэтому эти функции становятся стандартными. Обратите внимание, что стоимость включения интеллектуальных, подключенных функций продукта со временем будет снижаться, как в случае с водонагревателями и бойлерами.Таким образом, решая, какие функции предложить, компании должны постоянно пересматривать уравнение ценности.

Во-вторых, ценность функций или возможностей будет зависеть от сегмента рынка, поэтому выбор функций, предлагаемых компанией, будет зависеть от того, какие сегменты она выберет для обслуживания. Schneider Electric, например, производит строительные изделия, а также интегрированные решения для управления зданием, которые собирают объемы данных о потреблении энергии и других показателях производительности здания. Для одного сегмента клиентов решение Schneider включает удаленный мониторинг оборудования, оповещения и консультационные услуги по снижению энергопотребления и других затрат.Однако для сегмента клиентов, которым требуется полностью аутсорсинговое решение, Schneider фактически берет на себя удаленное управление оборудованием, чтобы минимизировать потребление энергии от имени клиентов.

В-третьих, компания должна включать в себя те возможности и функции, которые укрепляют ее конкурентное положение. Компания, конкурирующая со стратегией высокого уровня, часто может усилить дифференциацию за счет обширных функций, в то время как конкурент с низкой стоимостью может выбрать включение только самых основных функций, которые влияют на производительность основного продукта и снижают стоимость эксплуатации.Например, А.О. Котельный агрегат Smith’s Lochinvar, который конкурирует с использованием высоко дифференцированной стратегии, сделал обширные интеллектуальные, взаимосвязанные характеристики продуктов стандартными для своих основных продуктов. Напротив, Rolex, производитель часов класса люкс, решил, что интеллектуальные возможности подключения — не та область, в которой он будет конкурировать.

2. Какой объем функциональных возможностей должен быть встроен в продукт, а какой — в облаке?

После того, как компания решила, какие возможности предложить, она должна решить, должна ли технология поддержки каждой функции быть встроена в продукт (повышая стоимость каждого продукта), доставляться через облако продуктов или и то, и другое.Помимо стоимости, следует учитывать ряд факторов.

Время отклика.

Функция, требующая быстрого реагирования, например аварийный останов на атомной электростанции, требует, чтобы программное обеспечение было встроено в физический продукт. Это также снижает риск того, что потеря или ухудшение связи замедлит реакцию.

Автоматика.

Продукты, которые полностью автоматизированы, такие как антиблокировочная система тормозов, обычно требуют, чтобы в устройство была встроена большая функциональность.

Доступность, надежность и безопасность сети.

Встраивание программного обеспечения в продукт сводит к минимуму зависимость от доступности сети и объема данных, которые должны передаваться от продукта к облачным приложениям, снижая риск того, что важные или конфиденциальные данные будут скомпрометированы во время передачи.

Место использования продукта.

Компании, эксплуатирующие продукты в удаленных или опасных местах, могут снизить связанные с этим опасности и затраты, разместив функциональные возможности в облаке продуктов.Как обсуждалось выше, химические анализаторы Thermo Fisher, используемые в опасных или токсичных средах, обладают облачными возможностями и возможностью подключения, которые обеспечивают мгновенную передачу данных о загрязнении и позволяют незамедлительно инициировать меры по смягчению последствий.

Характер пользовательского интерфейса.

Если пользовательский интерфейс продукта сложный и часто меняется, лучше всего его разместить в облаке. Облако предлагает возможность предоставить гораздо более богатый пользовательский интерфейс и потенциально использовать преимущества существующего, знакомого и надежного пользовательского интерфейса, такого как смартфон.

Частота обслуживания или обновления продукта.

Облачные приложения и интерфейсы позволяют компаниям легко и автоматически вносить изменения и обновлять продукты.

Производитель домашнего аудиооборудования Sonos, новатор в области интеллектуальных подключенных продуктов, использует преимущества облачных технологий, чтобы «заново изобрести домашний звук в цифровую эпоху», уделяя особое внимание удобству, разнообразию музыки и простоте использования. Беспроводные системы компании размещают источник музыки и пользовательский интерфейс в облаке, что позволяет Sonos упростить физическую конструкцию своих продуктов: портативное устройство, которое управляется со смартфона, содержит только усилитель и динамик.Этим предложением Sonos попытался подорвать рынок домашнего аудио. Компромисс? Беспроводные потоковые аудиосистемы не обеспечивают того уровня качества звука, который требуется истинным аудиофилам. Конкуренты, такие как Bose, будут делать разные выборы и идти на компромиссы, чтобы обеспечить свою конкурентоспособность.

Мы полагаем, что по мере развития интеллектуальных, связанных продуктов, больше возможностей человеко-машинного интерфейса может переместиться из продукта в облако. Однако сложность, с которой сталкиваются пользователи при работе с этими интерфейсами, возрастет.Пользовательские интерфейсы часто могут чрезмерно усложняться, и обратная реакция пользователей может побуждать компании восстанавливать более простые и удобные интерфейсы для общих функций, включая элементы управления включением / выключением.

3. Следует ли компании использовать открытую или закрытую систему?

Интеллектуальные подключенные продукты включают в себя несколько типов функций и услуг и часто представляют собой системы, включающие несколько продуктов. Закрытая система Подход направлен на то, чтобы клиенты покупали всю интеллектуальную, подключенную систему продуктов у одного производителя.Ключевые интерфейсы являются собственностью, и только избранные стороны получают доступ. Операционные данные, которые GE собирает, например, со своих авиационных двигателей, доступны только авиакомпаниям, эксплуатирующим эти двигатели. Открытая система , а , напротив, позволяет конечному заказчику собирать части решения — как задействованные продукты, так и платформу, связывающую систему, — из разных компаний. Здесь интерфейсы, обеспечивающие доступ к каждой части системы, открыты или стандартизированы, что позволяет внешним игрокам создавать новые приложения.

Закрытые системы создают конкурентное преимущество, позволяя компании контролировать и оптимизировать конструкцию всех частей системы относительно друг друга. Компания контролирует технологии и данные, а также направление развития продукта и продуктового облака. Производители системных компонентов ограничены в доступе к закрытой системе или должны лицензировать право интегрировать в нее свои продукты. Закрытый подход может привести к тому, что система одного производителя станет фактическим отраслевым стандартом, что позволит этой компании получить максимальную выгоду.

Закрытый подход требует значительных инвестиций и лучше всего работает, когда один производитель занимает доминирующее положение в отрасли, которое может быть использовано для управления поставками всех частей интеллектуальной, подключенной системы продуктов. Если бы, например, Philips Healthcare или GE Healthcare были доминирующим производителем оборудования для медицинской визуализации, она могла бы использовать закрытый подход, при котором она могла бы продавать больницам системы управления медицинской визуализацией, включающие только свое собственное оборудование или оборудование партнеров.Однако ни одна из компаний не имеет возможности ограничить больницам выбор оборудования других производителей, поэтому платформы систем визуализации обеих компаний взаимодействуют с оборудованием других производителей.

Полностью открытая система позволяет любому объекту участвовать в системе и взаимодействовать с ней. Когда Philips Lighting представила, например, интеллектуальную подключенную лампочку, она включала в себя базовое приложение для смартфонов, которое позволяло пользователям управлять цветом и интенсивностью отдельных лампочек. Philips также опубликовала интерфейс прикладного программирования, который побудил независимых разработчиков программного обеспечения быстро выпустить десятки приложений, которые расширили полезность лампочек оттенка и увеличили продажи.Открытый подход обеспечивает более высокую скорость разработки приложений и системных инноваций за счет участия нескольких организаций. Это также может привести к де-факто отраслевому стандарту, но от которого ни одна компания не получит выгоды.

Хотя замкнутая система возможна для отдельных продуктовых систем, она часто непрактична для систем систем. Whirlpool, например, понимает, что ее сильной позиции в сфере бытовой техники будет недостаточно, чтобы стать лидером в «подключенном доме», который включает не только подключенную бытовую технику, но также автоматизированное освещение, HVAC, развлечения и безопасность.Поэтому Whirlpool проектирует свои устройства таким образом, чтобы их можно было легко подключить к разнообразным системам домашней автоматизации, представленным на рынке, стремясь сохранить собственный контроль только над характеристиками своих продуктов. Гибридный подход, при котором часть функций открыта, но компания контролирует доступ ко всем возможностям, применяется в таких отраслях, как производство медицинских устройств, где производители поддерживают стандартный интерфейс, но предлагают более широкие функциональные возможности только для клиентов. Со временем закрытые подходы становятся все более сложными, поскольку технологии распространяются, а клиенты сопротивляются ограничениям в выборе.

4. Следует ли компании разрабатывать полный набор интеллектуальных, подключенных продуктов и инфраструктуры внутри компании или передавать ее поставщикам и партнерам на аутсорсинг?

Разработка технологического стека для интеллектуальных подключенных продуктов требует значительных инвестиций в специализированные навыки, технологии и инфраструктуру, которые обычно отсутствуют в производственных компаниях. Многие из этих навыков недостаточны и пользуются большим спросом.

Компания должна выбрать, какие уровни технологий развивать и поддерживать внутри компании, а какие передать на аутсорсинг поставщикам и партнерам.Используя внешних партнеров, он должен решить, продолжать ли разработку индивидуальных решений или лицензировать готовые, лучшие в своем классе решения на каждом уровне. Наше исследование показывает, что наиболее успешные компании выбирают разумное сочетание того и другого.

Компании, которые разрабатывают интеллектуальные подключенные продукты внутри компании, усваивают ключевые навыки и инфраструктуру и сохраняют больший контроль над функциями, функциональностью и данными о продуктах. Они также могут использовать преимущества первопроходца и возможность влиять на направление развития технологий.У компании появляется более крутая кривая обучения, что помогает поддерживать ее конкурентное преимущество. Например, в то время как навыки программирования не очень хорошо развиты в большинстве производственных компаний, Джефф Иммельт недавно сказал, что «каждая промышленная компания станет компанией-разработчиком программного обеспечения». Природа технологий для умных, подключенных к сети продуктов дает понять, почему это вполне может быть правдой и почему создание внутреннего программного обеспечения имеет решающее значение.

Первопроходцы AGCO и Deere по этим причинам выбрали в основном собственный путь разработки решений для интеллектуального сельскохозяйственного оборудования.GE создала крупный центр разработки программного обеспечения для создания собственных возможностей, которые она считает стратегическими для всех бизнес-подразделений.

Однако, как и в случае с двумя предыдущими волнами ИТ, сложность, навыки, время и затраты, связанные с созданием всего технологического стека для интеллектуальных, связанных продуктов, огромны и приводят к специализации на каждом уровне. Подобно тому, как Intel специализируется на микропроцессорах, а Oracle — на базах данных, уже появляются новые фирмы, специализирующиеся на компонентах технологического стека интеллектуальных подключенных продуктов, и их инвестиции в технологии окупаются для многих тысяч клиентов.Первопроходцы, выбирающие внутреннюю разработку, могут переоценить свою способность оставаться впереди и в конечном итоге замедлить сроки разработки.

Но аутсорсинг может привести к новым расходам, поскольку поставщики и партнеры требуют большей доли созданной стоимости. Компании, которые полагаются на партнеров, также ставят под угрозу свою способность дифференцировать будущее и свою способность накапливать и сохранять внутренний опыт, необходимый для определения общей стратегии дизайна продукта, управления инновациями и правильного выбора поставщиков.

Выбирая вариант строительства и покупки, компании должны определить те технологические уровни, которые предлагают наибольшие возможности для понимания продукта, будущих инноваций и конкурентных преимуществ, и отдать на аутсорсинг те, которые станут товаром или будут развиваться слишком быстро. Например, большинству компаний следует стремиться поддерживать надежные внутренние возможности в таких областях, как проектирование устройств, пользовательский интерфейс, системная инженерия, аналитика данных и быстрая разработка приложений для продуктов.

Эти варианты со временем будут видоизменяться.На ранних этапах развития технологии интеллектуальных подключенных продуктов количество способных и надежных поставщиков было ограничено, и поэтому компании столкнулись с необходимостью внутренней или индивидуальной разработки. Однако уже появляются лучшие в своем классе поставщики с готовыми решениями для подключения и облаками продуктов, безопасными высокопроизводительными платформами приложений и готовыми к использованию средствами анализа данных. Это усложняет внутреннюю работу и может превратить раннее опережение в недостаток.

5. Какие данные компания должна собирать, защищать и анализировать, чтобы максимизировать ценность своего предложения?

Данные о продукте имеют основополагающее значение для создания ценности и получения конкурентных преимуществ в интеллектуальных сетевых продуктах. Но для сбора данных требуются датчики, которые увеличивают стоимость продукта, равно как и передача, хранение, защита и анализ этих данных. Компании также могут нуждаться в получении прав на данные, что увеличивает сложность и стоимость. Чтобы определить, какие типы данных обеспечивают достаточную ценность по сравнению с затратами, компания должна рассмотреть такие вопросы, как: Как каждый тип данных создает ощутимую ценность для функциональности? Для эффективности в цепочке создания стоимости? Помогут ли данные компании понять и улучшить работу более широкой продуктовой системы с течением времени? Как часто нужно собирать данные, чтобы повысить их полезность, и как долго они должны храниться?

Компании также должны учитывать риски целостности, безопасности или конфиденциальности продукта для каждого типа данных и связанные с этим затраты.Чем менее конфиденциальные данные собирает компания, тем ниже риск нарушений и перебоев в передаче. Когда требования к безопасности высоки, компаниям потребуются возможности для защиты данных и ограничения риска передачи путем хранения данных в самом продукте. (Мы обсудим безопасность более подробно во второй части этой серии статей.)

Типы данных, которые компания выбирает для сбора и анализа, также зависят от ее позиционирования. Если стратегия компании направлена ​​на повышение производительности продукта или минимизацию стоимости услуг, она обычно должна собирать обширные данные о «немедленной ценности», которые можно использовать в режиме реального времени.Это особенно важно для сложных и дорогостоящих изделий, простои которых обходятся дорого, таких как ветряные турбины или реактивные двигатели.

Компаниям, стремящимся к лидерству в системе продуктов, необходимо вкладывать средства в сбор и анализ более обширных данных по множеству продуктов и внешней среде, даже для продуктов, которые компания не производит. Например, умной, подключенной системе продуктов может потребоваться сбор данных о дорожном движении, погодных условиях и ценах на топливо в разных местах для всего парка транспортных средств.

Различные стратегии предполагают разные варианты сбора данных. Компания Nest, стремящаяся стать лидером в области энергоэффективности и стоимости энергии, собирает обширные данные как об использовании продукции, так и о пиковом спросе в энергосистеме. Это позволило реализовать программу вознаграждений в час пик, которая повышает температуру термостата кондиционера для бытовых потребителей, чтобы снизить потребление энергии в периоды пикового спроса, и предварительно охлаждает дом перед началом пикового спроса. Благодаря партнерству с поставщиками энергии, защите данных, которые они предоставляют, и интеграции их с данными клиентов, Nest позволяет клиентам получать скидки или кредиты от своих поставщиков энергии и использовать меньше энергии, когда все остальные потребляют больше.

6. Как компания управляет правами собственности и доступа к данным о своих продуктах?

Когда компания выбирает, какие данные собирать и анализировать, она должна определить, как защитить права на данные и управлять доступом к данным. Ключ в том, кто на самом деле владеет данными. Производитель может владеть продуктом, но данные об использовании продукта потенциально принадлежат покупателю. Например, кто является законным владельцем потоковой передачи данных от интеллектуального подключенного авиационного двигателя — поставщик двигателей, производитель планера или авиакомпания, которая владеет самолетами и эксплуатирует их?

Существует ряд опций для установления прав на данные для интеллектуальных подключенных продуктов.Компании могут претендовать на полное владение данными о продукте или добиваться совместного владения. Существуют также различные уровни прав использования, включая соглашения о неразглашении, право на совместное использование данных или право на их продажу. Фирмы должны определить свой подход к прозрачности сбора и использования данных. Права на данные могут быть изложены в явном соглашении или похоронены мелким шрифтом или трудными для понимания шаблонными документами. Хотя мы наблюдаем первые этапы движения к большей прозрачности при сборе данных в различных отраслях, стандарты раскрытия данных и владения часто еще не установлены.

Другой вариант управления правами на данные и доступом включает создание структуры обмена данными с поставщиками компонентов для предоставления информации о состоянии и производительности компонента, но не о его местонахождении. Однако ограничение доступа поставщиков к данным может снизить потенциальные выгоды, если поставщик не полностью понимает, как используются продукты, что замедлит инновации.

Клиенты и пользователи хотят сказать свое слово в этом выборе. Некоторые клиенты сегодня гораздо охотнее, чем другие, делятся данными об использовании своих продуктов.Например, частью ценностного предложения Fitbit является его способность делиться через социальные сети собираемой личной информацией о фитнесе. Но не каждый покупатель хочет делиться этими данными. Точно так же осторожные водители могут быть готовы поделиться данными о своих привычках вождения со страховыми компаниями или компаниями по аренде автомобилей, чтобы снизить страховые взносы или сборы, но другие могут сопротивляться. Фирмы должны будут предоставить клиентам четкое ценностное предложение, чтобы побудить их делиться данными об использовании или другими данными. По мере того, как потребители все больше осознают ценность, которую данные создают в цепочке создания стоимости, они становятся более активными и требовательными участниками при принятии решений о том, какие данные собираются, как они используются и кому это выгодно.

Сегодня обычным явлением являются соглашения о переходе по ссылкам, дающие широкое согласие на сбор данных о продукте при первом использовании умного, подключенного продукта. Это согласие позволяет компаниям без разбора собирать данные о товарах и использовать их с небольшими ограничениями. Мы ожидаем, что со временем появятся более строгие договорные рамки и механизмы, регулирующие эти права, для определения и защиты интеллектуальной собственности, связанной с интеллектуальными, связанными данными о продуктах. Компаниям следует опередить эту тенденцию, особенно в отношении данных о продуктах, которые им действительно необходимо собирать для повышения ценности.

Тщательное управление данными также будет иметь важное значение, особенно в строго регулируемых отраслях, таких как производство медицинских устройств. Нормативные стандарты доступа к данным и безопасности уже действуют во многих таких областях. Компания Biotronik создала инфраструктуру, которая позволяет безопасно собирать информацию о пациенте, такую ​​как события аритмии или состояние батареи кардиостимулятора, и делиться ею только с определенной аудиторией — врачом пациента. Однако независимо от отрасли, управление данными будет важной возможностью, а утечки данных приведут к серьезным последствиям, независимо от того, кто виноват.Постоянный риск безопасности — это часть бизнес-обоснования того, какие данные нужно собирать и как ими управлять.

7. Следует ли компании полностью или частично отказаться от каналов сбыта или сервисных сетей?

Интеллектуальные подключенные продукты позволяют компаниям поддерживать прямые и глубокие отношения с клиентами, что может снизить потребность в партнерах по каналам сбыта. Компании также могут диагностировать проблемы и сбои в работе продуктов, а иногда и производить ремонт удаленно, снижая зависимость от партнеров по обслуживанию.Сводя к минимуму роль посредников, компании потенциально могут получать новые доходы и увеличивать маржу. Они также могут улучшить свои знания о потребностях клиентов, повысить узнаваемость бренда и повысить лояльность, более подробно рассказывая клиентам о ценности продукта.

Tesla, например, нарушила статус-кво в автомобильной промышленности, продавая свои автомобили напрямую потребителям, а не через традиционную дилерскую сеть. Это упростило ценообразование для фирмы — потребители платят полную цену, что позволяет избежать торга, характерного для дилерских центров, — значительно повысив удовлетворенность клиентов.Устраняя участие третьих лиц в ремонте, Tesla получает прибыль и углубляет свои отношения с клиентами. Фирма распространяет обновления программного обеспечения на свои автомобили, постоянно улучшая качество обслуживания клиентов и давая водителям ощущение «запаха новой машины» с каждым обновлением. Когда мониторинг обнаруживает, что автомобиль Tesla подлежит ремонту, автомобиль либо самостоятельно вызывает удаленный ремонт через программное обеспечение, либо отправляет уведомление клиенту с приглашением запросить, чтобы камердинер доставил его на объект Tesla.Компания Consumer Reports недавно заняла первое место в рейтинге удовлетворенности клиентов.

Хотя дезинтермедиация имеет определенные преимущества, некоторый уровень физической близости к клиентам по-прежнему необходим и желателен в большинстве отраслей. Клиенты должны доставить и иногда установить физический продукт, и некоторые виды сервисных визитов по-прежнему необходимы. Кроме того, у клиентов могут быть прочные отношения с торговыми посредниками и каналами, которые предлагают им более широкую линейку продуктов и глубокие знания на местах.Когда производители уменьшают роль ценных торговых партнеров, они рискуют потерять их в пользу конкурентов, чья стратегия заключается в том, чтобы охватить партнеров. Кроме того, выполнение ролей, ранее выполнявшихся партнерами, таких как прямые продажи или обслуживание, может оказаться сложной задачей, требующей высоких начальных затрат и крупных новых инвестиций в такие функции цепочки создания стоимости, как продажи, логистика, запасы и инфраструктура.

Выбор, устранять ли посредничество канала или партнера по обслуживанию, будет в значительной степени зависеть от типа партнерской сети, которой управляет фирма.Партнеры просто распространяют продукты или они имеют решающее значение для обучения и оказания услуг на местах? Какой процент партнерских действий можно заменить интеллектуальными возможностями подключенных продуктов? Понимают ли клиенты ценность устранения посредников? Понимают ли клиенты, что традиционные отношения с установленными каналами больше не нужны и требуют дополнительных затрат?

Интеллектуальные подключенные продукты предлагают новый богатый набор возможностей для создания ценности и роста.Однако усилия по использованию этих возможностей не обойдутся без проблем. К числу наиболее серьезных стратегических рисков относятся следующие:

Добавление функций, за которые клиенты не хотят платить.

То, что функция теперь возможна, не означает, что у клиента есть четкое ценностное предложение. Добавление расширенных возможностей и опций может привести к снижению отдачи из-за стоимости и сложности использования.

Недооценка рисков безопасности и конфиденциальности.

Интеллектуальные подключенные продукты открывают новые основные шлюзы для корпоративных систем и данных, что требует усиленной сетевой безопасности, безопасности устройств и датчиков, а также шифрования информации.

Неспособность предвидеть новые конкурентные угрозы.

Новые конкуренты, предлагающие продукты с интеллектуальными сетевыми возможностями (такими как возможность подключения и встроенное программное обеспечение) или бизнес-модели, основанные на производительности или услугах, могут быстро появиться и изменить конкуренцию и границы отрасли.

Слишком долгое ожидание начала работы.

«Медленное движение» позволяет конкурентам и новым участникам закрепиться, начать сбор и анализ данных и начать двигаться вверх по кривой обучения.

Переоценка внутренних возможностей.

Переход к интеллектуальным, подключенным к сети продуктам потребует новых технологий, навыков и процессов по всей цепочке создания стоимости (например, аналитика больших данных, системная инженерия и разработка программных приложений). Реалистичная оценка того, какие возможности следует развивать собственными силами, а какие — новыми партнерами, имеет решающее значение.

8. Следует ли компании менять бизнес-модель?

Производители традиционно сосредотачивались на производстве физических товаров и получении стоимости путем передачи права собственности на товар покупателю посредством сделки купли-продажи. В этом случае владелец несет ответственность за расходы на обслуживание продукта и другие затраты на его использование, одновременно принимая на себя риски простоя и других отказов и дефектов продукта, не покрываемых гарантиями.

Интеллектуальные подключенные продукты позволяют радикально изменить эту давнюю бизнес-модель.Производитель, благодаря доступу к данным о продукте и способности предвидеть, сокращать и устранять сбои, имеет беспрецедентную возможность влиять на производительность продукта и оптимизировать обслуживание. Это открывает спектр новых бизнес-моделей для получения стоимости: от версии традиционной модели собственности, в которой заказчик получает выгоду от повышения эффективности новых услуг, до модели «продукт как услуга», в которой производитель сохраняет право собственности и берет на себя полную ответственность. за расходы на эксплуатацию и обслуживание продукта в обмен на постоянную оплату.Клиенты платят по факту, а не авансом. В этом случае производитель определяет ценность улучшений производительности продукта, которые снижают эксплуатационные расходы (например, повышение энергоэффективности) и повышение эффективности обслуживания.

Умные, подключенные к сети продукты создают дилемму для производителей, особенно тех, которые производят сложные и долговечные продукты, для которых запчасти и услуги приносят значительную прибыль и часто непропорциональную прибыль. Whirlpool, например, в настоящее время имеет здоровый бизнес по продаже запасных частей и контрактов на обслуживание — модель, которая может ослабить стимулы, чтобы делать продукты более надежными, долговечными и более простыми в ремонте.Если вместо этого Whirlpool перейдет к модели «продукт как услуга», в которой он сохраняет право собственности на продукт, а покупатель просто платит за использование машины, экономические стимулы перевернутся.

Рентабельность моделей «продукт как услуга» зависит от цен и условий контрактов, которые являются функцией переговорной силы. Модели «продукт как услуга» могут увеличить влияние покупателей, поскольку клиенты могут переключиться на него по истечении срока действия контракта (если продукт не встроен, как лифт), в отличие от бессрочного владения.

Совместное использование продуктов, разновидность модели «продукт как услуга», фокусируется на более эффективном использовании продуктов, которые используются периодически. Клиенты платят за использование продукта (например, автомобилей или мотоциклов), когда они им нужны, а компания (например, Zipcar или Hubway) несет ответственность за все остальное. Совместное использование продуктов распространяется на немобильные продукты, такие как дома.

Компании также могут использовать гибридные модели между крайностями «продукт как услуга» и традиционным владением, такие как продажа продукта в комплекте с гарантией или контрактами на обслуживание или продажа продукта в комплекте с контрактами, основанными на результатах.Контракты на обслуживание позволяют производителю поддерживать обслуживание внутри компании и извлекать большую выгоду из повышения эффективности обслуживания. В контракте, основанном на производительности, производитель продает продукт вместе с контрактом, который обещает, что продукт будет работать в соответствии с определенными спецификациями (такими как процент времени безотказной работы). Здесь право собственности передается, но производитель сохраняет ответственность и несет риск, связанный с эксплуатационными характеристиками продукта.

9. Следует ли компании открывать новый бизнес, монетизируя данные о своих продуктах, продавая их сторонним лицам?

Компании могут обнаружить, что данные, которые они накапливают с помощью умных, подключенных к сети продуктов, ценны не только для традиционных клиентов, но и для других организаций.Компании также могут обнаружить, что они могут собирать дополнительные данные, помимо того, что им необходимо для оптимизации ценности продукта, которые представляют ценность для других организаций. В любом случае это может привести к появлению новых услуг или даже нового бизнеса.

Данные о характеристиках компонентов продукта, например, могут быть ценными для поставщиков этих компонентов. Данные об условиях вождения или задержках, собранные парком транспортных средств, могут быть ценными для других водителей, операторов логистических систем или бригад по ремонту дорог.Данные о характеристиках вождения могут быть ценными для операторов автопарков или страховых компаний.

Опять же, выбирая способ извлечения новой ценности из данных о продукте, компании должны учитывать вероятную реакцию основных клиентов. Хотя некоторым из них может быть все равно, как используются их данные, другие могут серьезно относиться к конфиденциальности и повторному использованию данных. Компаниям необходимо будет определить механизмы для предоставления ценных данных третьим сторонам без отчуждения клиентов. Например, компания может продавать не отдельные данные о клиентах, а скорее слепые или агрегированные данные о покупательских привычках, привычках вождения или использовании энергии.

10. Следует ли компании расширять сферу своей деятельности?

Умные подключенные продукты не только преобразуют существующие продукты, но часто расширяют границы отрасли. Продукты, которые были отдельными и отличными друг от друга, могут стать частями оптимизированных систем связанных продуктов или компонентами систем систем. Сдвиг границ означает, что компании, которые десятилетиями были лидерами отрасли, могут играть более вспомогательную роль в более широком контексте.

Появление продуктовых систем и систем систем поднимает по крайней мере два типа стратегического выбора в отношении сферы деятельности компании.Во-первых, следует ли компании расширяться за счет сопутствующих продуктов или других частей системы систем. Во-вторых, следует ли компании стремиться предоставить платформу, которая объединяет связанные продукты и информацию, даже если она не производит и не контролирует все части.

Компании могут испытывать соблазн выпустить сопутствующие продукты, чтобы воспользоваться большой возможностью, но выпуск сопутствующих продуктов всегда сопряжен с риском и необходимостью в новых возможностях. Компании должны определить четкое ценностное предложение перед тем, как войти.Расширение ассортимента продуктов будет наиболее привлекательным там, где есть большие возможности повышения производительности за счет совместной разработки сопутствующих продуктов для оптимизации системы. В качестве альтернативы, если оптимизация не зависит от дизайна отдельных продуктов, компании может быть лучше придерживаться своего «вязания» и обеспечивать открытую связь с сопутствующими продуктами, производимыми другими. Успех — это не столько функция традиционного дизайна продукта, сколько системная инженерия.

Умные подключенные продукты откроют новую эру роста производительности за счет ИТ в то время, когда влияние предыдущих волн ИТ в значительной степени исчерпало себя.

Компании, продукты (и связанные с ними технологические возможности) являются центральными для общей работы и производительности продуктовой системы, такие как горнодобывающие машины Joy Global, будут в лучшем положении для ввода сопутствующих продуктов и интеграции системы. Производители, которые производят менее критичные для системы машины, такие как грузовики, которые перемещают материал, добытый из-под земли, будут иметь меньше возможностей и доверия в глазах клиентов, чтобы взять на себя более широкую роль поставщика систем.

Выбор, следует ли разрабатывать технологическую платформу, которая соединяет систему продукта или систему систем, зависит от некоторых связанных вопросов. Во-первых, сможет ли компания собрать необходимые ИТ-навыки и технологии, которые сильно отличаются от тех, которые требуются при проектировании и производстве продукции. Другой ключевой вопрос — где происходит оптимизация системы. Оптимизация «внутри продукта» включает в себя интеграцию дизайна отдельных продуктов, чтобы продукты лучше работали вместе.Оптимизация «вне продукта» происходит с помощью алгоритмов, связывающих продукты и другую информацию, при этом сами продукты являются модульными. Внутренняя оптимизация продукта создает веские основания для расширения сопутствующих продуктов и предложения проприетарной платформы. Внешняя оптимизация продукта способствует открытой платформе, и платформа может быть предложена компанией, которая вообще не производит продукты.

Carrier Corporation предлагает пример такого выбора. Компания имеет 100-летнюю историю инноваций в разработке полного спектра оборудования HVAC, такого как печи, кондиционеры, тепловые насосы, увлажнители и вентиляторы.Компания Carrier оптимизирует производительность своей системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, интегрируя индивидуальные конструкции для разных продуктов, а интеллектуальная платформа системы отопления и охлаждения Infinity объединяет их. Однако HVAC является частью более широкой системы домашней автоматизации. Компания Carrier не вошла в другие области домашней автоматизации из-за необходимости в очень других возможностях. Скорее, его платформа Infinity предоставляет интерфейсы, позволяющие интегрировать семейство продуктов HVAC в систему систем.

Наконец, по мере того, как интеллектуальные, подключаемые продукты расширяют сферу применения отрасли и границы конкуренции, многим компаниям необходимо будет переосмыслить свои корпоративные цели.Акцент смещается на более широкие потребности, которые удовлетворяют компании, а не на их традиционное определение продукта. Например, Trane превратилась из производителя оборудования HVAC в компанию, которая делает высокопроизводительные здания лучше для всех, кто находится внутри. Поскольку продукты продолжают взаимодействовать и сотрудничать в сетях, число и разнообразие которых увеличивается, многим компаниям придется пересмотреть свою основную миссию и ценностное предложение.

Компания должна сделать четкий выбор в каждом из этих аспектов стратегии, но гарантировать, что каждый выбор согласуется с другими и подкрепляет их.Например, компания, стремящаяся к лидерству в системе продуктов, войдет в соответствующие категории продуктов, будет заниматься интеграцией дизайна продукта внутри, собирать обширные данные об использовании продукта и разрабатывать более интенсивные внутренние возможности во всем стеке технологий. Напротив, компания, которая фокусируется на одной части системы продуктов, должна будет стать лучшей в своем классе с точки зрения функций и функциональности и предоставить прозрачные и открытые интерфейсы, чтобы ее продукт мог быть легко интегрирован в систему и стал ценной частью систем и платформ других компаний.В конечном итоге конкурентный успех будет возникать не за счет имитации соперников, а за счет определения отличительного ценностного предложения, которого компания может реально достичь.

Большие возможности

Интеллектуальные подключенные продукты меняют то, как создается ценность для клиентов, как компании конкурируют, и границы самой конкуренции. Эти сдвиги прямо или косвенно коснутся практически всех отраслей. Но умные, подключенные к Интернету продукты будут иметь более широкое влияние, чем это. Они повлияют на траекторию развития экономики в целом, положив начало следующей эре роста производительности за счет ИТ для компаний, их клиентов и мировой экономики в то время, когда влияние предыдущих волн ИТ в значительной степени исчерпало себя и производительность рост замедлился.

Эта третья волна ИТ не только создаст ступенчатые улучшения возможностей и производительности продукта, но и радикально улучшит нашу способность удовлетворять многие потребности бизнеса и людей. Во многих областях продукты будут намного более эффективными, действенными, безопасными, надежными и более полно используемыми, сохраняя при этом ограниченные природные ресурсы, такие как энергия, вода и сырье.

Эта возможность стимулировать быстрые инновации и экономический рост, а вместе с ней и возврат к росту благосостояния, дается не слишком скоро.Последнее десятилетие характеризовалось сокращением внутренних затрат, осторожными инвестициями, более высокой рентабельностью компаний, ростом слияний и поглощений и сдержанными инновациями во многих отраслях экономики. Этот путь привел к более медленному росту рабочих мест, более медленному повышению заработной платы и уровня жизни среднего гражданина, уменьшению ощущения экономических возможностей, сомнениям в капитализме и уменьшению общественной поддержки бизнеса.

Эпоха интеллектуальных сетевых продуктов может изменить эту траекторию при условии, что компании будут активно использовать эту возможность.Бизнес и правительство вместе должны будут вооружить работников всех групп навыками для участия и согласовать правила и положения, необходимые для установления стандартов, внедрения инноваций, защиты данных и преодоления усилий по блокированию прогресса (например, политической оппозиции автодилеров). в Теслу).

Соединенные Штаты могут стать лидером и получить непропорционально большие выгоды в мире интеллектуальных, подключенных к сети продуктов, учитывая сильные стороны Америки в основных базовых технологиях, многие требуемые навыки и ключевые вспомогательные отрасли.Если эта новая волна технологий позволит США укрепить свой потенциал в качестве технологического лидера в мировой экономике, это вдохнет новую жизнь в американскую мечту и внесет свой вклад в улучшение мира.

Версия этой статьи появилась в ноябрьском выпуске журнала Harvard Business Review за 2014 год.

Отопление с помощью старой печи Octopus

Я живу в Детройте, и у меня есть две гравитационные печи Sunbeam в моем двухэтажном здании, построенном в 1914 году. Эти печи были переведены с угля на газ где-то после середины 1920-х годов.В городе много таких зданий с идентичным дизайном печей. В отличие от всего, что я читал в Интернете, эти топочные системы работают без возврата холодного воздуха. В них используется большой воздуховод диаметром 16 или 18 дюймов, который направляет воздух снаружи непосредственно в основание печи, подавая наружный воздух для горения и обогрева. Горячий воздух поднимается вверх и нагнетает давление в комнатах квартир, просачиваясь через все трещины в жилищном строительстве той эпохи — но с массивными оштукатуренными стенами и хорошо продуманной оригинальной защитой от атмосферных воздействий на окнах с прорезями, которые не так сильно просачиваются, как я. изначально бы подумал.Я никогда не испытывал такой комфортной системы отопления. Отсутствие шума, мало пыли и постоянный нагрев с очень незначительными колебаниями температуры. При полностью открытых регистрах сквозняков в комнатах квартир почти нет. Комнаты просто полностью нагнетаются теплым воздухом, и он медленно выходит наружу, где только может. Воздух в комнатах всегда свежий.

Когда я купил недвижимость 26 лет назад, подрядчики сразу сказали мне заменить печи, но городская инспекция показала, что они функционируют нормально.Для меня было странно, что мне нужно было заменить печные системы, которые тогда работали нормально в течение 78 лет, но мне сказали, что 50% тепла уходит в дымоход и что новые печи приведут к значительной экономии затрат. Я исследовал это в нашей впечатляющей городской библиотеке и обнаружил, что действительно значение 50% в задней части гравитационной печи против 95% в задней части современной печи оказалось правильным. Однако исследования показали, что ценность печи с самотечным воздухом в верхней части дымохода также составляла 95%.Стоимость, указанная для каменного дымохода в сочетании с гравитационной печью, почти полностью соответствует моей ситуации — подвальные печи с большим каменным дымоходом, идущим прямо через середину здания, примерно 35 футов высотой. Дымоход нагревает обе квартиры вместе с сжатым воздухом, оставляя тепловую ценность в пределах структуры. Учитывая стоимость замены печи и возврат холодного воздуха как из верхнего, так и из нижнего блоков, что намного больше, чем я хотел заплатить, я думал, что мало что потеряю, попробовав первую зиму и увидев то, с чем я столкнулся.Оказалось, что старые конструкции этой системы отопления, найденные в нашей библиотеке, кажутся правильными с точки зрения конкурентоспособных цен. При обсуждении с соседями замененных систем отопления их стоимость отопления была в основном такой же, как и у меня, а комфорт комнаты от этой старой системы был значительно выше.

Единственная проблема, с которой я сейчас сталкиваюсь, — это необходимость найти некоторые из огнеупорных теплоотводов, которые входят в блоки преобразования газа и отводят пламя от кольца огня вверх по внутренним стенкам печи.Кажется, что огнеупорные детали и направляют тепло непосредственно на стенку печи, а затем удерживают и излучают тепло, когда термостат отключает подачу газа. Я могу в конечном итоге использовать их, но я надеюсь найти некоторых.

Я жил в зданиях с гравитационными печами и возвратом холодного воздуха, а также в сооружениях, которые были преобразованы в печи с принудительной подачей воздуха с возвратом холодного воздуха, и ни один из этих типов систем не сравнится по удобству с подходом с использованием сжатого воздуха под действием силы тяжести. Системы горячего водоснабжения, которые я испытал, обеспечивают многие из удобств сжатого воздуха под давлением, но не постоянную теплую свежесть в середине зимы.

Возможно, это был дизайн Детройта, но он часто использовался здесь в то время. Я думаю, что уникальность этой системы заключается в использовании наружного воздуха для горения и отсутствии возврата холодного воздуха. Когда горелки выключаются, внутренний нагретый воздух не выходит из дымохода, а нагретый внутренний воздух не втягивается обратно через систему, которая создает сквозняки. Никогда не нужно открывать окно, чтобы подышать свежим воздухом посреди зимы.

Специалисты по тепловым узлам просят владельцев использовать новые отопительные технологии

Специалисты по консультированию потребителей в The Heating Hub предупредили потребителей, чтобы они не «зацикливались» на новейших технологиях в стремлении сократить выбросы углерода, заявив, что им следует сосредоточиться на выборе системы, наиболее подходящей для их домашних нужд.

Правительство Великобритании недавно объявило об амбициозных планах по установке 600 000 тепловых насосов в год к 2028 году и обязалось к 2025 году поэтапно отказаться от котлов, работающих на природном газе, в новых домах. водород может быть значительным прорывом »

Джо Олсоп, основатель The Heating Hub, сказал:« Обезуглероживание домов является главным приоритетом, и такие достижения, как тепловые насосы и водород, могут стать значительным прорывом.Однако такие технологии подойдут не для каждого объекта недвижимости. Потребители должны быть очень осторожны, чтобы не поддаваться последней «тенденции», а, скорее, получить четкое представление о том, какое решение будет наиболее эффективным и действенным для их домов, и обеспечить, чтобы независимо от источника тепла он работал на своем максимальная эффективность. »

Джо добавляет:« Неважно, насколько хороша технология на бумаге; если установка не соответствует требованиям, система отопления не будет работать с максимальной эффективностью, и потенциальные экономические и экологические преимущества никогда не будут реализованы в полной мере.Многие владельцы тепловых насосов с воздушным источником несут высокие счета за топливо, потому что технология не подходила для их дома и / или была плохо определена ».

Стратегия декарбонизации отопления

По данным National Grid, на отопление приходится 20% выбросов Великобритании, поэтому необходимо, чтобы Великобритания нашла низкоуглеродные источники топлива для достижения нулевых целевых показателей к 2050 году.

Джо продолжил: заявляя: « Установление правил для новостроек — это лишь верхушка айсберга.Нам срочно нужна стратегия обезуглероживания отопления 27,5 миллионов домов с помощью существующих газовых котлов. Хотя тепловые насосы невероятно эффективны, они не подходят для многих небольших или старых домов, которым будет сложно найти место для тепловых насосов с источником воздуха и более крупных радиаторов, которые им требуются. ”

Водородные котлы

В следующие десять лет потребуется масштабная национальная программа модернизации всего дома

Водородные котлы также рассматриваются как жизнеспособный вариант, но поскольку водород использует ископаемое топливо или электричество в его производство, его долгосрочная жизнеспособность далеко не доказана.В следующие десять лет необходимо будет увидеть масштабную национальную программу модернизации всего дома, в соответствии с которой дома должны быть хорошо изолированы, чтобы снизить их потребность в тепле до минимума.

Это обязательно откроет больше возможностей для низкоуглеродных технологий для обогрева домов, поскольку потребности в энергии будут ниже. Компания Heating Hub считает, что ключевым моментом является привнесение возобновляемых технологий отопления в естественную точку замены и сосредоточение усилий на снижении потребности в тепле и повышении энергоэффективности домов.

Переход на котлы с нулевым выбросом углерода

На веб-сайте для потребителей проанализированы варианты отопления, доступные для различных типов собственности, и изложена дорожная карта того, как каждый объект может перейти на котлы с нулевым содержанием углерода.

Дом в викторианском стиле с 2-3 спальнями и средней террасой —

• 2020-2030: изоляция чердака 300 мм, изоляция пола, двойное или тройное остекление и герметизация дверей / окон от сквозняков. Правильно настроенный (готовый к работе с водородом) газовый котел с регуляторами компенсации нагрузки или погодных условий для работы с номинальным КПД.
• 2025-2035: Внешняя изоляция стен всей террасы с механической вентиляцией с рекуперацией тепла для предотвращения перегрева. Солнечные фотоэлектрические панели (для производства электричества) с аккумулятором и / или солнечные тепловые панели, любую из которых можно использовать для обогрева дома.
• 2035-2040: Замена газового котла по окончании его естественного срока службы автономным тепловым насосом с воздушным источником (если позволяет пространство) или полностью водородным котлом, если технология окажется жизнеспособной.

3-4 спальни 1930-1950-х годов полу —

• 2020-2030: изоляция чердака 300 мм, изоляция пустотелых стен или внешняя изоляция стен с механической вентиляцией с рекуперацией тепла, изоляция полов (если в собственности есть подвесные деревянные полы), двойное или тройное остекление и герметизация дверей / окон от сквозняков.Правильно настроенный (готовый к работе с водородом) газовый котел с регуляторами компенсации нагрузки или погодных условий для работы с рейтингом А.
• 2025-2035: Замена газового котла по окончании его естественного срока службы тепловым насосом с воздушным источником, солнечными фотоэлектрическими панелями (для выработки электроэнергии) и / или солнечными тепловыми панелями (для производства горячей воды).

4-5 спальных мест отдельно или полу 2000 и далее —

• 2020-2030: модернизация по мере необходимости (некоторые дома не построены в соответствии со стандартами категории A), изоляция чердака 300 мм, изоляция пустотелых стен или внешняя изоляция, механическое нагревание восстановительная вентиляция и окна и двери с двойным или тройным остеклением.
• 2025-2035: Тепловой насос с воздушным источником, солнечные фотоэлектрические и / или солнечные тепловые панели.

Многоквартирные дома —

• Квартиры потребуют комплексного подхода к теплоизоляции, при этом расходы, скорее всего, будут разделены между собственником и собственником квартиры. Комбинированные теплоэнергетические установки, вырабатывающие тепло и электричество, являются отличным вариантом для обезуглероживания тепла.
• В некоторых случаях также можно использовать электрические котлы. Хотя они не классифицируются как возобновляемые, они могут работать на 100% возобновляемой электроэнергии.

Солнечные панели с резервным электрическим погружением

Один из вариантов сокращения выбросов в краткосрочной перспективе — добавить водород в наши газовые запасы, и это проходит испытания »

Для небольших домов в Великобритании, Джо надеется, что есть более простое решение Он заявляет: « Я хотел бы надеяться, что потребность в тепле для более мелких и старых домов может быть снижена в достаточной степени, чтобы создать массив солнечных панелей с резервным электрическим погружением, использующим возобновляемую электроэнергию. Реальность такова, что это« серебряная пуля ». технология, возможно, еще не была изобретена .

Джо продолжает: « Одним из вариантов сокращения выбросов в краткосрочной перспективе является добавление водорода к нашим запасам газа, и этот вариант проходит испытания. Новые газовые котлы, которые настроены для эффективной работы на водородных смесях, являются хорошим краткосрочным шагом к обезуглероживанию небольших старых домов, обеспечивая сокращение чистых выбросов примерно на 10%. Кроме того, существующая газовая сеть также может использоваться для распределения, что сокращает расходы на новую инфраструктуру. ”

Использование газообразного водорода и возобновляемых источников энергии

Водородный газ получают путем расщепления воды на водород и кислород, а возобновляемые источники энергии могут использоваться для дальнейшего сокращения выбросов.Газ можно смешивать с природным газом и сжигать аналогичным образом, высвобождая воду без выбросов парниковых газов.

Однако производство водорода в настоящее время является энергоемким процессом, и его следует ограничивать домами, в которых в будущем не будет установлен тепловой насос.

Тепловые насосы

Тепловые насосы имеют много преимуществ по сравнению с обычными газовыми котлами, поскольку они работают с высокой эффективностью и при правильной настройке могут генерировать 3-4 единицы энергии на каждую единицу потребляемой электроэнергии.Однако они дороги в установке и требуют места в доме для теплового насоса и резервуара для горячей воды. При принятии решений необходимо учитывать экологические издержки производства тепловых насосов и доставки по всему миру.

Джо заключает: « Новые технологии будут играть большую роль в сокращении выбросов в Великобритании, но жизненно важно, чтобы спецификации для любого нового котла соответствовали требованиям домашнего отопления. Доступные потребителям варианты кардинально изменятся в ближайшие годы по мере того, как новые технологии становятся все более распространенными и широко используются, и важно, чтобы домовладельцы понимали, какой вариант лучше всего соответствует их требованиям. ”

Редукционная плита | Redux

Redux частично вдохновлен Flux, и наиболее частая жалоба на Flux заключается в том, что он заставляет вас писать много шаблонов. В этом рецепте мы рассмотрим, как Redux позволяет нам выбирать, насколько многословным мы хотели бы, чтобы наш код был, в зависимости от личного стиля, предпочтений команды, удобства обслуживания в долгосрочной перспективе и так далее.

Действия #

Действия — это простые объекты, описывающие то, что произошло в приложении, и служат единственным способом описать намерение изменить данные.Важно, что действия , являющиеся объектами, которые вы должны отправить, не являются шаблонными, а являются одним из основных вариантов дизайна Redux .

Существуют фреймворки, претендующие на сходство с Flux, но без концепции объектов действий. С точки зрения предсказуемости это шаг назад от Flux или Redux. Если нет сериализуемых действий простого объекта, невозможно записать и воспроизвести пользовательские сеансы или реализовать горячую перезагрузку с путешествием во времени. Если вы предпочитаете напрямую изменять данные, Redux вам не понадобится.

Действия выглядят так:

Принято считать, что действия имеют постоянный тип, который помогает редукторам (или Stores in Flux) их идентифицировать. Мы рекомендуем вам использовать строки, а не символы для типов действий, потому что строки сериализуемы, а с помощью символов вы усложняете запись и воспроизведение, чем это должно быть.

В Flux традиционно считается, что вы определяете каждый тип действия как строковую константу:

Почему это полезно? Часто утверждают, что константы не нужны, и для небольших проектов это может быть правильным. Для более крупных проектов определение типов действий как констант дает некоторые преимущества:

• Это помогает сохранить согласованность именования, поскольку все типы действий собраны в одном месте.
• Иногда вам нужно просмотреть все существующие действия, прежде чем работать над новой функцией. Возможно, нужное вам действие уже было добавлено кем-то из команды, но вы не знали.
• Список типов действий, которые были добавлены, удалены и изменены в запросе на слияние, помогает каждому в команде отслеживать объем и реализацию новых функций.
• Если вы сделаете опечатку при импорте константы действия, вы получите undefined . Redux немедленно бросит вызов при отправке такого действия, и вы обнаружите ошибку раньше.

Вы сами выбираете условные обозначения для своего проекта. Вы можете начать с использования встроенных строк, а затем перейти к константам и, возможно, позже сгруппировать их в один файл. Redux не имеет здесь никакого мнения, так что руководствуйтесь здравым смыслом.

Создатели действий #

Это еще одно общепринятое соглашение, согласно которому вместо создания объектов действий, встроенных в места, где вы отправляете действия, вы должны создавать функции, генерирующие их.

Например, вместо вызова dispatch с литералом объекта:

Вы можете написать средство создания действия в отдельном файле и импортировать его в свой компонент:

actionCreators.js #

AddTodo.js #

Создателей экшенов часто критиковали как шаблонов. Что ж, писать их необязательно! Вы можете использовать объектные литералы, если считаете, что это больше подходит для вашего проекта. Однако есть некоторые преимущества для написания создателей действий, о которых вам следует знать.

Допустим, дизайнер возвращается к нам после просмотра нашего прототипа и говорит нам, что нам нужно разрешить максимум три задачи. Мы можем добиться этого, переписав нашего создателя действий в форму обратного вызова с промежуточным программным обеспечением redux-thunk и добавив ранний выход:

Мы только что изменили поведение создателя действий addTodo , полностью невидимое для вызывающего кода. Нам не нужно беспокоиться о просмотре каждого места, куда добавляются задачи, чтобы убедиться, что у них есть эта проверка. Создатели действий позволяют отделить дополнительную логику, связанную с отправкой действия, от фактических компонентов, генерирующих эти действия. Это очень удобно, когда приложение находится в стадии интенсивной разработки и требования часто меняются.

Создание создателей действий #

Некоторые фреймворки, такие как Flummox, автоматически генерируют константы типов действий из определений функций создателей действий. Идея состоит в том, что вам не нужно одновременно определять константу ADD_TODO и создатель действия addTodo () .Под капотом такие решения по-прежнему генерируют константы типа действия, но они создаются неявно, поэтому это косвенный уровень и может вызвать путаницу. Мы рекомендуем явно создавать константы типа действия.

Написание простых создателей действий может быть утомительным и часто заканчивается генерацией избыточного шаблонного кода:

Вы всегда можете написать функцию, которая генерирует создателя действий:

Существуют также служебные библиотеки для помощи в создании создателей действий, такие как redux- акт и редукс-действия.Это может помочь сократить шаблонный код и обеспечить соблюдение таких стандартов, как Flux Standard Action (FSA).

Создатели асинхронных действий #

Промежуточное ПО позволяет вводить настраиваемую логику, которая интерпретирует каждый объект действия перед его отправкой. Асинхронные действия — наиболее распространенный вариант использования промежуточного программного обеспечения.

Без промежуточного программного обеспечения dispatch принимает только простой объект, поэтому мы должны выполнять вызовы AJAX внутри наших компонентов:

actionCreators.js #

UserInfo.js #

Однако это быстро становится повторяющимся, потому что разные компоненты запрашивают данные с одних и тех же конечных точек API. Более того, мы хотим повторно использовать часть этой логики (например, ранний выход при наличии кэшированных данных) из многих компонентов.

Промежуточное ПО позволяет нам писать более выразительные, потенциально асинхронные средства создания действий. Он позволяет нам отправлять что-то, кроме простых объектов, и интерпретирует значения. Например, промежуточное ПО может «перехватывать» отправленные обещания и превращать их в пару действий «запрос» и «успех / сбой».

Простейшим примером промежуточного программного обеспечения является redux-thunk. Промежуточное ПО «Thunk» позволяет писать создателей действий как «преобразователи», то есть функции, возвращающие функции. Это инвертирует управление: вы получите dispatch в качестве аргумента, так что вы можете написать средство создания действия, которое отправляет много раз.

Note #

Промежуточное ПО Thunk — это лишь один пример промежуточного программного обеспечения. Промежуточное ПО — это не «возможность диспетчеризации функций». Речь идет о том, чтобы позволить вам отправлять все, что конкретное промежуточное программное обеспечение, которое вы используете, умеет обрабатывать.Промежуточное программное обеспечение Thunk добавляет определенное поведение при отправке функций, но на самом деле оно зависит от используемого промежуточного программного обеспечения.

Рассмотрим приведенный выше код, переписанный с помощью redux-thunk:

actionCreators.js #

UserInfo.js #

Это намного меньше печатания! Если хотите, у вас все еще могут быть «ванильные» создатели действий, такие как loadPostsSuccess , которые вы бы использовали из контейнера loadPosts action creator.

Наконец, вы можете написать собственное промежуточное ПО. Допустим, вы хотите обобщить вышеприведенный шаблон и описать создателей асинхронных действий следующим образом:

Промежуточное ПО, которое интерпретирует такие действия, может выглядеть так:

После однократной передачи в applyMiddleware (... промежуточное ПО) , вы можете написать все ваши создатели действий, вызывающих API, одинаково:

Reducers #

Redux значительно сокращает шаблон хранилищ Flux, описывая логику обновления как функцию. Функция проще объекта и намного проще класса.

Рассмотрим это хранилище Flux:

С Redux ту же логику обновления можно описать как сокращающую функцию:

Оператор switch — это , а не реальный шаблон. Настоящий шаблон Flux концептуален: необходимость генерировать обновление, необходимость регистрировать Store с помощью Dispatcher, необходимость того, чтобы Store было объектом (и сложности, которые возникают, когда вам нужно универсальное приложение).

К сожалению, многие по-прежнему выбирают фреймворк Flux в зависимости от того, использует ли он в документации операторы switch .Если вам не нравится переключатель , вы можете решить эту проблему с помощью одной функции, как показано ниже.

Генерация редукторов #

Давайте напишем функцию, которая позволяет нам выражать редукторы в виде сопоставления объектов от типов действий к обработчикам. Например, если мы хотим, чтобы наши редукторы todos были определены следующим образом:

Для этого мы можем написать следующий помощник:

Это было несложно, правда? Redux не предоставляет такую ​​вспомогательную функцию по умолчанию, потому что есть много способов ее написать.Возможно, вы хотите, чтобы он автоматически преобразовывал простые объекты JS в неизменяемые объекты, чтобы гидратировать состояние сервера. Возможно, вы хотите объединить возвращенное состояние с текущим состоянием. К обработчику «улова всех» могут быть разные подходы. Все это зависит от соглашений, которые вы выбираете для своей команды над конкретным проектом.

API редуктора Redux — (состояние, действие) => newState , но то, как вы создаете эти редукторы, зависит от вас.

alimentation de l27automate — Английский перевод — Linguee